ARM协处理器

凌阳教育

arm通过增加硬件协处理器来支持对其指令集的通用扩展，通过未定义指令陷阱支持这些协处理器的软件仿真。简单的ARM核提供板级协处理器接口，因此协处理器可作为一个独立的元件接入。高速时钟使得板级接口非常困难，因此高性能的ARM协处理器接口仅限于片上使用。

最常使用的协处理器是用于控制片上功能的系统协处理器，例如控制ARM720上的高速缓存Cache和存储器管理单元MMU等。

ARM也开发了浮点协处理器，也可支持其他片上协处理器。ARM体系结构支持通过增加协处理器来扩展指令集的机制。

1.
协处理器的体系结构

协处理器的体系结构最重要的特征如下：

支持多达16个逻辑协处理器

每个协处理器可使用的专用寄存器多达16个，其大小不限于32位，可以是任何合理的位数。

协处理器使用Load/Store体系结构，有对内部寄存器操作的命令，有从寄存器读取数据装入寄存器和将寄存器数据存入存储器的指令，以及与ARM寄存器传送数据的指令。

2.
协处理器

ARM协处理器具有自己的寄存器组，它们的状态是由控制ARM寄存器指令的镜像指令来控制的。控制流指令由ARM负责处理，所以协处理器指令只与数据处理和数据传送有关。按照RISC的Load/Store体系原则，这些指令类别是清楚区分的。指令的格式反映了这种情况。

3.
协处理器数据操作

协处理器数据操作完全是协处理器内部的操作，它完成协处理器寄存器状态的改变。一个例子是浮点加法，在浮点处理器中两个寄存器相加，结果放在第三个寄存器。

4.
协处理器数据存取

协处理器数据传送指令从存储器读取数据，然后装入协处理器寄存器，或将协处理器寄存器的数据存入存储器。因为协处理器可支持它自己的数据类型，所以每个寄存器传送的字数与协处理器有关。ARM产生的存储器地址，但协处理器控制传送的字数。协处理器可能执行一些类型转换作为传送的一部分。例如，浮点协处理器将读取的值转换成它的80位内部表示形式。

5.
协处理器寄存器传送

除了以上情况，在ARM和协处理器寄存器之间传送数据有时是有用的。再以使用浮点协处理器为例，FIX指令从协处理器寄存器取得浮点数据，将它转换为整数，并将整数传送到ARM寄存器中。经常需要用浮点比较产生的结果来影响控制流，因此比较的结果必须传送到ARM的CPSR。这些指令合起来即可支持ARM指令集的扩展，以支持专用的数据类型和功能。

凌阳教育，专注嵌入式人才培养13年，完善的培养方案，强大的师资，合理的课程安排，成功从小白蜕变为嵌入式工程师。想了解凌阳教育，或者获得更多嵌入式学习资料的免费下载，请点击www.sunplusedu.com访问凌阳教育官网