标题:
ARM7各种指令的周期数
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作者:
梦景
时间:
2011-9-30 23:21
标题:
ARM7各种指令的周期数
ARM7
具有
3
级流水线结构（取指、译
**
、执行），对大多数指令来说每条流水线的处理都是单周期的，不过某些情况下，取指和执行的周期数会延长，导致流水线进入
stall
状态，指令执行时间超过
1
个周期。
经过在
LPC213x/214x
（
NXP ARM7TDMI-S
）上的试验，得出各类指令的执行周期数如下：
1
、大部分算术运算和逻辑运算指令都是单周期的（乘法例外）。
2
、
STR
指令需要增加
1
个总线周期。如果地址位于内部
SRAM
，则是
2
个周期；如果地址位于
AHB
、
VPB
等外设总线上（例如访问外设的寄存器），由于局部总线和外设总线桥接还有额外延时，因此需要再增加一些周期数，在
LPC213x/214x
上，当
VPB
和主频相同时，需要再增加
5
个周期额外延时，即用
STR
指令访问外设寄存器需要
7
个期。
3
、
LDR
指令需要增加
2
个总线周期。同理，如果地址位于内部
SRAM
，则是
3
个周期；如果地址在外设总线上，同样需要再增加一些周期数，在
LPC213x/214x
上，当
VPB
和主频相同时，
LDR
指令需要
8
个周期。
4
、对于一次
**
作多个寄存器的
STM
、
LDM
类指令，指令周期数与
STR
、
LDR
类似，但每增加一个寄存器需要增加一个总线周期，例如当地址位于内部
SRAM
、寄存器个数为
N
时，执行周期数为
1+N
（
STM
）和
2+N
（
LDM
）。
5
、无条件跳转语句和跳转语句成功跳转，需要重新填充流水线，因此至少需要
3
个周期（假设访问程序存储空间是单周期的）。
6
、
LDR
指令的目标寄存器为
R15
（
PC
）时，相当于读总线
+
跳转，至少需要
5
个周期（假设访问程序存储空间是单周期的）。
7
、乘法指令根据
**
作数位数的不同，从
2-5
个周期都有可能。
8
、对于所有的带条件的指令，如果条件不满足，指令不被执行，都只需要花
1
个周期来跳过该指令。
9
、实际应用时，还需考虑程序存储器的访问速度（影响流水线取指阶段的周期数）以及
Cache
的命中情况
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