ARM7各種指令的周期數

ARM7具有3級流水線結構（取指、譯碼、執(zhí)行），對大多數指令來說每條流水線的處理都是單周期的，不過某些情況下，取指和執(zhí)行的周期數會延長，導致流水線進入stall狀態(tài)，指令執(zhí)行時間超過1個周期。
經過在LPC213x/214x（NXP ARM7TDMI-S）上的試驗，得出各類指令的執(zhí)行周期數如下：
1、大部分算術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個總線周期。如果地址位于內部SRAM，則是2個周期；如果地址位于AHB、VPB等外設總線上（例如訪問外設的寄存器），由于局部總線和外設總線橋接還有額外延時，因此需要再增加一些周期數，在LPC213x/214x上，當VPB和主頻相同時，需要再增加5個周期額外延時，即用STR指令訪問外設寄存器需要7個期。
3、LDR指令需要增加2個總線周期。同理，如果地址位于內部SRAM，則是3個周期；如果地址在外設總線上，同樣需要再增加一些周期數，在LPC213x/214x上，當VPB和主頻相同時，LDR指令需要8個周期。
4、對于一次操作多個寄存器的STM、LDM類指令，指令周期數與STR、LDR類似，但每增加一個寄存器需要增加一個總線周期，例如當地址位于內部SRAM、寄存器個數為N時，執(zhí)行周期數為1+N（STM）和2+N（LDM）。
5、無條件跳轉語句和跳轉語句成功跳轉，需要重新填充流水線，因此至少需要3個周期（假設訪問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，相當于讀總線+跳轉，至少需要5個周期（假設訪問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個周期都有可能。
8、對于所有的帶條件的指令，如果條件不滿足，指令不被執(zhí)行，都只需要花1個周期來跳過該指令。
9、實際應用時，還需考慮程序存儲器的訪問速度（影響流水線取指階段的周期數）以及Cache的命中情況。