introduktion till arm cortex -m4 - cse.chalmers.se · amd, applied micro, broadcomm, caldexa,...

Programmering av inbyggda system

Introduktion till ARM Cortex M4 1

Introduktion till ARM Cortex-M4

Ur innehållet:Historik - ARMARM/Thumb instruktionsuppsättningRegisterAdresseringssätt


Introduktion till ARM Cortex M4

1979 – ”Acorn Computers”Acorn System 1 (MOS 6502 )

1981-1994 – BBC micro8-bitars (MOS6502-processor, 2 MHz)Mer än 1,5 miljon sålda enheterMer än 1,5 miljon sålda enheter

ARM – Tidiga datorer

2



1987 – 1990 – Archimedes32-bitars (ARM1-processor, 8 MHz)

3



1990 – 1992 – R260ARM3-processor, 30 MHz16MB minne

4



1992 Apple Newton ARMv3 arkitekturARM610 processor

35 000 transistorer33 MHz

5



1996 – RISC arbetsstation StrongARM-processor, 233 MHz

6



1996 – 1998 ”Referenskonstruktioner”

- ingen serieproduktion Fast NCDeskliteAcorn Stork NotebookPhoebe

http://www.computinghistory.org.uk/

7



ARM - Licensierad IPEn lång rad företag använder i dag ARM-arkitektur på licens i sina produkter:AMD, Applied Micro, Broadcomm, Caldexa, Freescale (numera NXP) Huawei, IBM, Infineon, Intel, Renesas, Rockchip, Samsung, STMicroelectronics

Antal miljarder sålda enheter baserade på ARM 1997-20148



ARM – i dagens konsumentprodukter

9



ARM – i Apple iPhone (2010)

10



Instruktionsuppsättningar ARM

32-bitars instruktioner, alla kan exekveras villkorligt

Thumb 1 (1994) Delmängd, 16-bitars instruktioner

Thumb 2 (2003)Praktiskt taget alla ARM-instruktioner men ej generellt villkorligtexekverbara, i stället kan IT (If/then-block) skapas

Vissa processorer kan exekvera både ARM och Thumb-kod.En bit i statusregistret avgör typ.

Vi använder dock en Cortex-M4 som BARA förstår Thumb.

11



Instruktionsgrupper (översikt) Minnesoperationer

Load/Store-instruktioner för kommunkation med minne

Uttrycksevaluering - aritmetik- och logikinstruktioner32-bitars addition,subtraktion,multiplikation och division32 bitars bitvis AND, OR och EOR

Storlekskonvertering - ("typkonverteringar")Alla uttrycksevaluering sker med 32-bitars aritmetik, byte- ochhalfword data måste därför kunna konverteras till 32 bitar

ProgramflödeskontrollOvillkorligt och villkorligt, ”compare and branch”, ”table branch”

Speciella instruktioner”move” med speciella register, kontrollera avbrottsfunktioner etc.

Flyttalsinstruktioner (Vector Floating Point)Speciella instruktioner för flyttal

12


Introduktion till ARM Cortex M4 13



Enhetlig assemblersyntax 16- och 32-bitars Thumb-instruktioner kan användas om

vartannat. För att undvika problem med val av instruktionsuppsättning

används ”enhetlig syntax” – assemblatorn väljer i första hand 16-bitars instruktion.

EXEMPEL:

.syntax unified

Om direktivet INTE anges får man felmeddelande om man försöker använda den utökade Thumb-instruktionsuppsättningen

14



ARM – Registeruppsättning

15



AdresseringsmetoderNamn Syntax Exempel RTNRegister direct Rx MOV R0,R1 R0←R1Direct Symbol LDR R0,symbol R0←M(symbol)Immediate #const MOV R0,#0x15 R0←0x15Register indirect [Rx] LDR R0,[R1] R0←M(R1).. with offset [Rx,#offset] LDR R0,[R1,#4] R0←M(R1+4).. with pre-increment [Rx,#offset]! LDR R0,[R1,#4]! R1←R1+4, R0←M(R1).. with post-increment [Rx],#offset LDR R0,[R1],#4 R0←M(R1), R1←R1+4.. with register index [Rx,Ri] LDR R0,[R1,R2] R0←M(R1+R2).. with scaled index [Rx,Ri,shift] LDR R0,[R1,R2,LSL #2] R0←M(R1+(R2<<2))

16

introduktion till arm cortex -m4 - cse.chalmers.se · amd, applied micro, broadcomm, caldexa,...

Documents