干货！ARM常用的22个概念！快收藏

### ARM常用的22个概念详解 #### 一、ARM中一些常见英文缩写解释 - **MSB（Most Significant Bit）**：最高有效位。在二进制表示中，MSB指的是数字序列中最左边的位，它具有最高的数值权重。 - **LSB（Least Significant Bit）**：最低有效位。在二进制表示中，LSB指的是数字序列中最右边的位，它具有最低的数值权重。 - **AHB（Advanced High-performance Bus）**：先进的高性能总线。AHB是一种总线架构标准，主要用于连接高性能组件，如CPU和高速存储器。 - **VPB（VLSI Peripherals Bus）**：连接片内外设功能的VLSI（Very Large Scale Integration）外设总线。VPB用于连接各种外部设备，如定时器、ADC、DAC等。 - **EMC（External Memory Controller）**：外部存储器控制器。EMC负责管理与外部存储器之间的通信，例如DRAM、ROM等。 - **MAM（Memory Acceleration Module）**：存储器加速模块。MAM的作用在于减少从外部存储器读取数据的时间延迟，从而提高系统的整体性能。 - **VIC（Vector Interrupt Controller）**：向量中断控制器。VIC用于管理中断请求，它可以根据中断源的优先级排序并调度中断处理程序。 - **SPI（Serial Peripheral Interface）**：全双工串行接口。SPI是一种同步串行通信协议，广泛用于微控制器和外围设备之间的通信。 - **CAN（Controller Area Network）**：控制器局域网，一种串行通讯协议。CAN总线用于实时应用中，特别适用于汽车电子系统中多个ECU（电子控制单元）之间的通信。 - **PWM（Pulse Width Modulation）**：脉宽调制器。PWM技术通过调整信号脉冲宽度来控制功率输出，常用于电机控制和LED亮度调节等领域。 - **ETM（Embedded Trace Macrocell）**：嵌入式跟踪宏。ETM用于监控和记录处理器内部的活动，以便于调试和性能分析。 - **CPSR（Current Program Status Register）**：当前程序状态寄存器。CPSR包含了处理器的状态信息，如条件码标志、中断允许位等。 - **SPSR（Saved Program Status Register）**：程序保护状态寄存器。SPSR在发生异常时保存CPSR的值，以便于恢复现场。 #### 二、MAM使用注意事项 MAM（Memory Acceleration Module）的使用需要特别注意以下几点： 1. **关闭与重配置**：在更改MAM的定时值之前，必须首先通过向MAMCR（MAM Control Register）写入0来关闭MAM。随后，将新的定时值写入MAMTIM（MAM Timing Register），最后将所需的操作模式值写回MAMCR，重新开启MAM。 2. **不同系统时钟下的设置**： - 对于系统时钟频率低于20MHz的情况，推荐将MAMTIM设置为001。 - 对于20MHz至40MHz的系统时钟频率，建议将Flash访问时间设定为2个时钟周期（2cclk）。 - 对于超过40MHz的系统时钟频率，建议使用3个时钟周期（3cclk）作为Flash访问时间。 #### 三、VIC使用注意事项 向量中断控制器（VIC）的使用需要遵循以下原则： 1. **中断向量重映射**：若在片内RAM中运行代码且应用程序需要调用中断，必须将中断向量重新映射到Flash地址0x0。这是由于所有的异常向量均位于地址0x0及以上的区域。通过将MEMMAP寄存器（位于系统控制模块中）配置为用户RAM模式，可以实现这一点。 2. **中断向量表位置**：用户代码应被链接到使得中断向量表加载到0x40000000地址处。 #### 四、ARM启动代码设计 ARM启动代码的设计主要包括以下几个方面： 1. **中断向量表**：定义系统的所有中断服务程序入口。 2. **存储器系统初始化**：配置存储器控制器，如设置存储器类型、时序等。 3. **堆栈初始化**：设置堆栈指针，以确保函数调用时的正确性。 4. **特殊端口/设备初始化**：根据系统需求，配置特定的I/O端口或外部设备。 5. **用户程序执行环境**：建立必要的运行环境，如初始化全局变量、打开调试端口等。 6. **处理器模式更改**：设置处理器初始模式，通常是用户模式。 7. **主应用程序调用**：最终跳转到主应用程序的起始地址。 #### 五、IRQ与FIQ的区别 - **IRQ（Interrupt Request）**：普通中断模式，用于处理大多数外部中断事件。 - **FIQ（Fast Interrupt Request）**：快速中断模式，用于高速数据传输或通道管理。FIQ的特点是具有更高的优先级，并且在FIQ模式下可以使用更多的影子寄存器以减少上下文切换的时间开销。 #### 六、ARM处理器对异常中断的响应过程 ARM处理器响应异常中断的过程如下： 1. **保存当前状态**：包括CPSR（当前程序状态寄存器）、中断屏蔽位以及其他条件标志位。 2. **设置CPSR**：修改CPSR中的模式位，指示进入异常处理模式。 3. **保存返回地址**：将LR（Link Register）设置为异常处理结束后的返回地址。 4. **跳转到中断向量**：将PC（Program Counter）指向相应的异常向量地址，开始执行异常处理程序。 #### 七、ARM指令与Thumb指令的区别 - **ARM指令**：32位指令集，适用于高性能计算场景，具有较高的执行效率。 - **Thumb指令**：16位指令集，针对存储系统数据总线为16位的应用系统设计，指令长度较短，有利于节省存储空间。 #### 八、ATPCS介绍 - **ATPCS（ARM Thumb Procedure Call Standard）**：是为了实现C语言程序与汇编程序之间的相互调用而制定的一套规则。ATPCS规定了函数调用的参数传递方式、寄存器使用规范、栈帧布局等内容。 #### 九、ARM程序与Thumb程序混合使用的场合 混合使用ARM和Thumb程序的典型场景包括： 1. **追求速度的场合**：ARM指令集通常提供更高的执行效率。 2. **特定功能实现**：某些高级特性如中断管理只能通过ARM指令实现。 3. **异常处理程序**：当处理器进入异常处理模式时，默认进入ARM状态。 #### 十、ARM处理器运行模式 ARM处理器支持以下七种运行模式： 1. **用户模式（usr）**：正常程序执行状态。 2. **快速中断模式（fiq）**：用于高速数据传输或通道管理。 3. **外部中断模式（irq）**：用于处理通用中断事件。 4. **管理模式（svc）**：操作系统或其他特权软件用于执行系统调用。 5. **系统模式（sys）**：类似于用户模式，但允许访问所有系统资源。 6. **未定义模式（und）**：处理未定义指令错误。 7. **中止模式（abt）**：处理数据或指令访问中止错误。 通过上述详细介绍，我们可以更深入地理解ARM处理器及其相关的技术细节。这些知识点不仅有助于开发者更好地利用ARM平台的功能，也为进一步的研究和实践提供了坚实的基础。