ARM支持协处理器。在程序执行过程中，每个协处理器忽略属于ARM处理器和其他协处理器的指令。当一个协处理器硬件不能执行属于它的协处理器指令时，将产生未定义指令异常中断，在该异常中断处理程序时，可以通过软件模拟该硬件操作。比如，如果系统中不包含向量浮点运算器，则可以选择浮点运算软件模拟包来支持向量浮点运算。
ARM协处理器可以部分地执行一条指令，然后产生异常中断，如像除法运算中除数为0的情况。这些操作均由ARM协处理器决定，ARM处理器并不参与这些操作。同样，ARM协处理器指令中协处理器的寄存器标识符及操作类型助记符也由各种不同的实现定义，程序员可以通过宏定义这些指令的语法格式。
A
ARM协处理器是ARM架构中的一种重要特性，它们扩展了处理器的功能，可以处理特定的复杂计算任务，例如浮点运算、加密解密、数字信号处理等。在嵌入式系统中，ARM协处理器提供了硬件加速，提高了系统性能。下面将详细讨论ARM协处理器指令及其工作原理。
1. **协处理器指令的处理机制**：
当ARM处理器遇到不支持或协处理器无法执行的指令时，它会产生一个未定义指令异常中断。这时，系统会跳转到异常处理程序，通常在这里，程序员可以通过软件模拟来执行原本应由硬件完成的操作。例如，如果系统没有硬件浮点单元，可以使用软件库来模拟浮点运算。
2. **协处理器的异常中断**：
协处理器可以部分执行指令并在特定情况下（如除数为零）产生异常中断。这种中断由协处理器自身决定，而ARM主处理器并不直接参与这些决策。中断后，异常处理程序可以采取适当的措施，如处理错误条件或执行软件仿真。
3. **ARM协处理器指令分类**：
- **CDP（协处理器数据操作指令）**：这类指令用于指示协处理器执行特定操作，但不涉及ARM寄存器或内存。
- **LDC（协处理器数据读取指令）**：LDC用于从内存读取数据到协处理器寄存器，如果失败则引发未定义指令异常。
- **STC（协处理器数据写入指令）**：STC将协处理器寄存器中的数据写入内存，同样，失败时也会触发异常。
- **MCR（ARM寄存器到协处理器寄存器的数据传送指令）**：MCR指令将ARM处理器的寄存器数据传输到协处理器的寄存器，失败则产生异常。
- **MRC（协处理器寄存器到ARM寄存器的数据传送指令）**：MRC指令将协处理器的寄存器值传送到ARM处理器的寄存器，同样，如果协处理器执行失败，也会导致异常中断。
4. **寄存器标识符与操作类型**：
ARM协处理器的寄存器标识符和操作类型助记符因不同的实现而异。这允许不同类型的协处理器具有各自的指令集和功能。程序员可以使用宏定义来适应这些差异，确保指令的正确解析和执行。
5. **应用实例**：
在嵌入式系统中，例如在移动设备或物联网设备中，协处理器常用于处理多媒体编码解码、安全算法（如AES加密）以及实时信号处理等。通过使用协处理器，主CPU可以从这些密集型任务中解脱出来，专注于系统管理和其他关键任务。
6. **兼容性和灵活性**：
ARM架构的灵活性体现在其对协处理器的支持上。系统设计者可以根据需求选择合适的协处理器，或者在没有硬件支持时通过软件仿真来实现特定功能。这种灵活性使得基于ARM的系统能够适应各种应用场景，从简单的嵌入式设备到高性能的服务器平台。
总结来说，ARM协处理器指令是ARM处理器扩展其功能的关键组成部分，它们提供了一种方式来处理特定的复杂任务，增强了系统的计算能力，并允许通过软件模拟来处理硬件限制或缺失的功能。理解和熟练运用这些指令对于开发高效的嵌入式系统至关重要。
