ARM体系结构是嵌入式系统开发领域的重要组成部分,它涉及处理器的核心设计和编程模型。ARM的成功不仅仅在于其技术上的先进性,更在于其独特的商业模式和市场策略。
ARM概述部分介绍了ARM公司的历史和成功经验。ARM没有直接与行业巨头英特尔在PC处理器市场展开正面竞争,而是选择了移动通信设备这一芯片巨人忽视的领域,通过提供知识产权授权的方式,与众多合作伙伴共同开发适用于多种应用的处理器。ARM的商业模式允许其它公司利用其设计制造自己的处理器,并且通过收取知识产权授权费用获得盈利,这种模式在产业链中位于上游位置。
ARM体系结构特点方面,讲解了ARM微处理器的应用领域及其特点,比如低功耗、高效率和成本效益。ARM处理器广泛应用于智能手机、平板电脑、嵌入式系统等多种场合。ARM微处理器系列的介绍则包括了不同系列的处理器,比如ARM7、ARM9、ARM11、Cortex-A、Cortex-R和Cortex-M等,这些系列各有特点,针对不同的应用场景。ARM微处理器的结构部分涉及了处理器内部的硬件组成,包括核心的处理单元、指令集、内存管理等。在应用选型方面,讲述了如何根据不同的产品需求选择合适的ARM处理器。
ARM编程模型部分深入探讨了ARM微处理器的工作状态、存储器格式、指令长度及数据类型、处理器模式、寄存器组织和异常状态。工作状态指的是处理器在运行时可以处于的不同状态,如用户模式和系统模式等;存储器格式涉及到处理器对数据存储方式的设计,包括大端和小端模式;指令长度和数据类型则强调了ARM指令集的简洁性和高效性;处理器模式讲解了ARM处理器在不同运行环境下的模式切换,如管理模式、中断模式等;寄存器组织涉及到处理器内部寄存器的设计和功能,是编程时需要重点理解和操作的部分;异常状态描述了处理器在处理异常事件(如中断)时的反应和处理机制。
在ARM微处理器的工作状态中,需要了解ARM处理器在执行任务时的各种模式,每种模式对应不同的系统状态和寄存器集合。例如,在中断模式下,处理器会自动保存当前执行状态,以便中断处理完成后能够恢复到中断前的状态继续执行。ARM体系结构的存储器格式介绍了ARM处理器如何组织内存,以及如何通过程序访问内存中的数据。指令长度和数据类型则阐述了ARM指令集的结构特点,ARM的指令集被设计成固定长度,便于处理器内部流水线的高效执行。处理器模式部分详细说明了ARM处理器在不同运行环境下的模式切换,这对于编写安全可靠的软件至关重要。寄存器组织则是编程模型的核心,它包含了处理器的核心寄存器和系统寄存器,编程时需要合理利用这些寄存器来执行计算和控制任务。异常状态(Exceptions)的讲解揭示了处理器如何响应和处理突发事件,比如外部中断或者程序异常,这对于实时系统设计尤为重要。
总结来说,ARM体系结构讲义_02的这部分内容涵盖了ARM处理器的多个关键知识点,包括体系结构特点、编程模型以及处理器的工作模式和状态。掌握这些知识对于进行嵌入式系统开发、处理器设计和优化编程工作至关重要。通过学习这些内容,可以更好地理解ARM技术的优势,以及如何在实际的项目中应用ARM处理器。