电子技术论坛_中国专业的电子工程师学习交流社区-中电网技术论坛

标题: ARM的指令集体系结构 [打印本页]

作者: yuyang911220 时间: 2016-10-19 21:30 标题: ARM的指令集体系结构

Come From： http://www.arm.com/zh/products/processors/technologies/instruction-set-architectures.php
指令集体系结构
ARM 处理器体系结构为 32 位 ARM 和 16 位 Thumb® 指令集体系结构 (ISA) 以及体系结构扩展提供支持，从而支持 Java 加速 (Jazelle®)、安全技术 (TrustZone®)、SIMD 和 NEON™ 技术。 ARM 体系结构支持各种性能方面的实现。在众多细分市场中，它都是领先的体系结构。ARM 处理器体系结构简单，因而可以进行极小规模的实现，而小规模的实现则意味着设备的功耗可以很低。实现规模、性能和非常低的功耗是 ARM 体系结构的关键特性。
ARM 体系结构是精简指令集计算 (RISC) 体系结构，因为它包含以下典型 RISC 体系结构特征：

大型统一寄存器文件
加载/存储体系结构，其中的数据处理操作只针对寄存器内容，并不直接针对内存内容
简单寻址模式，所有加载/存储地址只通过寄存器内容和指令字段确定。

此外，ARM 体系结构还提供：

可组合使用转换与算术或逻辑运算的指令
用于优化程序循环的自动递增和自动递减寻址模式
加载和存储多个指令以使数据吞吐量最大化
几乎所有指令都采取条件执行的方式以使执行吞吐量最大化。

这些对基本 RISC 体系结构的增强使 ARM 处理器可以实现较高性能、较小代码大小、较低功耗和较小硅面积的良好平衡。
ARM 指令集体系结构仍在不断改进，以满足领先应用程序开发人员不断增长的需求，同时保留保护软件开发投资所需的向后兼容性。
ARM 使用通用汇编语言来为所有 ARM 和 Thumb 指令提供标准形式。这样，用户即可编写可对任一指令集进行汇编的汇编代码。

Thumb

Thumb-2

ARM 32 位指令集是 ARMv4T、ARMv5TEJ 和 ARMv6 体系结构中使用的基本 32 位 ISA。在这些体系结构中，该指令集用于需要高性能的应用领域，或用于处理硬件异常，如中断和处理器启动。对于关键性能应用和旧代码，Cortex 体系结构的 Cortex™-A 和 Cortex-R 配置文件也支持 ARM 32 位 ISA。其多数功能都包括在 Thumb-2 指令集中，该指令集也从改进的代码密度中获益。
ARM 指令的长度为 32 位，需要 4 字节边界对齐。
还可对所有 ARM 指令进行“条件化”，使其仅在以前的指令设置了特定条件代码时执行。这意味着，如果应用程序状态寄存器中的 N、Z、C 和 V 标记满足指令中指定的条件，则指令仅对程序员的模型操作、内存和协处理器发挥其正常作用。如果这些标记不满足此条件，则指令会用作 NOP，即执行过程正常进入下一指令（包括将对异常进行任意相关检查），但不发挥任何其他作用。此条件化指令允许对 if 和 while 语句的一小部分进行编码，而无需使用跳转指令。
条件代码包括：

条件代码含义

否定条件代码，如果结果为否定的，则设置为 1

零条件代码，如果指令的结果为 0，则设置为 1

进位条件代码，如果指令生成进位条件，则设置为 1

溢出条件代码，如果指令生成溢出条件，则设置为 1。

欢迎光临电子技术论坛_中国专业的电子工程师学习交流社区-中电网技术论坛 (http://bbs.eccn.com/)