内容简介
作为一种16/32位的高性能、低成本、低功耗的嵌入式RISC微处理器，ARM微处理器目前已经成为应用最为广泛的嵌入式微处理器。 本书在全面介绍ARM处理器的体系结构、编程模型、指令系统和开发工具的同时，以Samsung公司的一款基于以太网系统的ARM处理器－S3C4510B为核心，详细讲解系统的设计、调试，以及相关的软件设计和嵌入式操作系统的移植过程。通过阅读本书，可以使具备一定的系统设计能力的读者全面掌握开发基于ARM微处理器系统的多方面知识，从而具备设计开发基于ARM微处理器的特定应用系统的能力。 本书可作为基于ARM的软件编程和硬件系统设计的参考手册，也可作为16/32位微处理器教学用书，以及嵌入式系统应用设计人员的参考用书。
前言
嵌入式系统是指以应用为核心，以计算机技术为基础，软硬件可裁剪，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积和功耗严格要求的专用计算机系统。作为嵌入式系统的核心，嵌入式微处理器，目前常采用8位或16位的微处理器。但由于这些微处理器系统的运行速度、寻址能力和功耗等问题，已较难满足很多相对较复杂的嵌入式应用场合。
ARM公司自90年代初正式成立以来，在32位RISC (Reduced Instruction Set Computer) CPU开发领域不断取得突破，其结构已经从V3发展到V6。由于ARM公司自成立以来，一直以IP(Intelligence Property)提供者的身份向各大半导体制造商出售知识产权，而自己从不介入芯片的生产销售，加上其设计的芯核具有功耗低、成本低等显著优点，因此获得众多的半导体厂家和整机厂商的大力支持，在32位嵌入式应用领域获得了巨大的成功，目前已经占有75%以上的32位RISC嵌入式产品市场。在低功耗、低成本的嵌入式应用领域确立了市场领导地位。现在设计、生产ARM芯片的国际大公司已经超过50多家，国内多家大公司也已经购买ARM公司的芯核用于通讯专用芯片的设计。鉴于目前ARM微处理器的国内的逐步推广应用，已有部分工科大学开设了基于ARM的32位微处理器的相关课程。
在所有ARM微处理器系列中，ARM7TDMI微处理器系列应用最广，采用ARM7TDMI微处理器作为内核生产芯片的公司最多，同时其性能价格比也是最高的。因此，本书主要对ARM7TDMI微处理器的结构原理进行介绍，并以此为基础详细介绍了应用系统的设计与调试方法。
本书的各章节内容安排如下：
第1章简要介绍目前ARM微处理器的种类及主要结构特征。通过对本章的阅读，可使读者对ARM技术、ARM微处理器及应用有一个总体的认识。
第2章介绍ARM编程模型的基本知识，包括寄存器的组织和ARM微处理器的工作模式，ARM体系结构
中异常及处理等基本概念。通过本章的阅读，可使读者了解ARM编程模型的基本知识，为进一步的开发做准备。
第3章详细介绍ARM体系的指令系统和寻址方式，着重介绍32位的ARM指令集。16位的Thumb指令集为32位ARM指令集的一个子集，在了解了ARM指令集的基础上，就很容易理解Thumb指令。本章所介绍的内容适用于所有具有ARM7TDMI内核的ARM微处理器。
第4章介绍ARM汇编语言程序设计的基本知识。通过阅读本章，读者可以掌握ARM 汇编语言的设计方法。
第5章本章是全书的重点，详细介绍基于S3C4510B的系统的设计全过程，包括存储器及外围芯片的选型，各单元电路的设计、调试等。通过对本章的阅读，具有一定系统设计知识的读者应该可以掌握基于S3C4510B的系统设计，同时由于ARM体系结构的一致性和系统外围电路的通用性，本章所描述的设计方法也同样适合于其他ARM芯片。
第6章详细介绍基于S3C4510B的系统的各功能模块工作原理与应用编程示例，包括通用I/O口、串行接口、定时器、中断控制器、GDMA控制器、MAC控制器等的工作原理与编程示例，Flash存储器的编程与擦除等。通过本章的阅读，可使读者了解S3C4510B各功能模块的编程方法，并在自己设计的系统中加以充分利用。
第7章详细介绍嵌入式操作系统的基本概念、操作系统在S3C4510B上的编译、运行过程，以及在uClinux操作系统上的简单应用程序的设计。通过本章的阅读，可使读者了解uClinux操作系统及在S3C4510B的运行，并能进行进一步的应用程序的开发。
第8章详细介绍ADS集成开发环境的使用方法，这也是进行应用程序开发的基本工具。
由于编者的水平有限，同时也由于ARM及相关技术进入国内的时间还不太长，可供参考
的资料也不多，书中的错误在所难免，恳请读者批评指正。
李驹光
于中国科学院自动化研究所
E_mail: LJG_ 谨以此书献给我的母校：
西南科技大学
目录第1章 ARM微处理器概述
1.1 ARM－Advanced RISC Machines
1.2 ARM微处理器的应用领域及特点
1.2.1 ARM微处理器的应用领域
1.2.2 ARM微处理器的特点
1.3 ARM微处理器系列
1.3.1 ARM7微处理器系列
1.3.2 ARM9微处理器系列
1.3.3 ARM9E微处理器系列
1.3.4 ARM10E微处理器系列
1.3.5 SecurCore微处理器系列
1.3.6 StrongARM微处理器系列
1.3.7 Xscale处理器
1.4 ARM微处理器结构
1.4.1 RISC体系结构
1.4.2 ARM微处理器的寄存器结构
1.4.3 ARM微处理器的指令结构
1.5 ARM微处理器的应用选型
1.6 本章小节
第2章 ARM微处理器的编程模型
2.1 ARM微处理器的工作状态
2.2 ARM体系结构的存储器格式
2.3 指令长度及数据类型
2.4 处理器模式
2.5 寄存器组织
2.5.1 ARM状态下的寄存器组织
2.5.2 Thumb状态下的寄存器组织
2.5.3 程序状态寄存器
2.6 异常（Exceptions）
2.6.1 ARM体系结构所支持的异常类型
2.6.2 对异常的响应
2.6.3 从异常返回
2.6.4 各类异常的具体描述
2.6.5 异常进入/退出小节
2.6.6 异常向量（Exception Vectors）
2.6.7 异常优先级（Exception Priorities）
2.6.8 应用程序中的异常处理
2.7 本章小节
第3章ARM微处理器的指令系统
3.1 ARM微处理器的指令集概述
3.1.1 ARM微处理器的指令的分类与格式 3.1.2 指令的条件域
3.2 ARM指令的寻址方式
3.2.1 立即寻址
3.2.2 寄存器寻址
3.2.2 寄存器间接寻址
3.2.3 基址变址寻址
3.2.4 多寄存器寻址
3.2.5 相对寻址
3.2.6 堆栈寻址
3.3 ARM指令集
3.3.1 跳转指令
3.3.2 数据处理指令
3.3.3 乘法指令与乘加指令
3.3.4 程序状态寄存器访问指令
3.3.5 加载/存储指令
3.3.6 批量数据加载/存储指令
3.3.7 数据交换指令
3.3.8 移位指令（操作）
3.3.9 协处理器指令
3.3.10 异常产生指令
3.4 Thumb指令及应用
3.5 本章小节
第4章 ARM程序设计基础
4.1 ARM汇编器所支持的伪指令
4.1.1 符号定义（Symbol Definition）伪指令
4.1.2 数据定义（Data Definition）伪指令
4.1.3 汇编控制（Assembly Control）伪指令
4.1.4 其他常用的伪指令
4.2 汇编语言的语句格式
4.2.1 在汇编语言程序中常用的符号
4.2.2 汇编语言程序中的表达式和运算符
4.3 汇编语言的程序结构
4.3.1 汇编语言的程序结构
4.3.2 汇编语言的子程序调用
4.3.3 汇编语言程序示例
4.3.4 汇编语言与C/C++的混合编程
4.4 本章小节
第5章应用系统设计与调试
5.1 系统设计概述
5.2 S3C4510B概述
5.2.1 S3C4510B及片内外围简介
5.2.2 S3C4510B的引脚分布及信号描述
5.2.3 CPU内核概述及特殊功能寄存器（Special Registers）
5.2.4 S3C4510B的系统管理器（System Manager）
5.3 系统的硬件选型与单元电路设计
5.3.1 S3C4510B芯片及引脚分析
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