ARM7各種指令的周期數

ARM7具有3級流水線(xiàn)結構（取指、譯碼、執行），對大多數指令來(lái)說(shuō)每條流水線(xiàn)的處理都是單周期的，不過(guò)某些情況下，取指和執行的周期數會(huì )延長(cháng)，導致流水線(xiàn)進(jìn)入stall狀態(tài)，指令執行時(shí)間超過(guò)1個(gè)周期。
經(jīng)過(guò)在LPC213x/214x（NXP ARM7TDMI-S）上的試驗，得出各類(lèi)指令的執行周期數如下：
1、大部分算術(shù)運算和邏輯運算指令都是單周期的（乘法例外）。
2、STR指令需要增加1個(gè)總線(xiàn)周期。如果地址位于內部SRAM，則是2個(gè)周期；如果地址位于A(yíng)HB、VPB等外設總線(xiàn)上（例如訪(fǎng)問(wèn)外設的寄存器），由于局部總線(xiàn)和外設總線(xiàn)橋接還有額外延時(shí)，因此需要再增加一些周期數，在LPC213x/214x上，當VPB和主頻相同時(shí)，需要再增加5個(gè)周期額外延時(shí)，即用STR指令訪(fǎng)問(wèn)外設寄存器需要7個(gè)期。
3、LDR指令需要增加2個(gè)總線(xiàn)周期。同理，如果地址位于內部SRAM，則是3個(gè)周期；如果地址在外設總線(xiàn)上，同樣需要再增加一些周期數，在LPC213x/214x上，當VPB和主頻相同時(shí)，LDR指令需要8個(gè)周期。
4、對于一次操作多個(gè)寄存器的STM、LDM類(lèi)指令，指令周期數與STR、LDR類(lèi)似，但每增加一個(gè)寄存器需要增加一個(gè)總線(xiàn)周期，例如當地址位于內部SRAM、寄存器個(gè)數為N時(shí)，執行周期數為1+N（STM）和2+N（LDM）。
5、無(wú)條件跳轉語(yǔ)句和跳轉語(yǔ)句成功跳轉，需要重新填充流水線(xiàn)，因此至少需要3個(gè)周期（假設訪(fǎng)問(wèn)程序存儲空間是單周期的）。
6、LDR指令的目標寄存器為R15（PC）時(shí)，相當于讀總線(xiàn)+跳轉，至少需要5個(gè)周期（假設訪(fǎng)問(wèn)程序存儲空間是單周期的）。
7、乘法指令根據操作數位數的不同，從2-5個(gè)周期都有可能。
8、對于所有的帶條件的指令，如果條件不滿(mǎn)足，指令不被執行，都只需要花1個(gè)周期來(lái)跳過(guò)該指令。
9、實(shí)際應用時(shí)，還需考慮程序存儲器的訪(fǎng)問(wèn)速度（影響流水線(xiàn)取指階段的周期數）以及Cache的命中情況。