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嵌入式编程

第1章 绪论

1.1 ARM介绍1

第一部分：ARM相关概念

0、为什么要推出ARM汇编 ? 0.1 对比X86，8051汇编，从更底层的角度去理解相关的知识的 ? 0.2 为后续嵌入式课程作准备（S3C2440，STM32F103，EXYNOS4412） ? 0.3 学习目标：了解ARM的体系结构，能看懂ARM汇编

1、ARM分类 ? 参考官方：http://infocenter.arm.com/ ? 1.1版本号分类 ? ARM7 ARM9 ARM11 cortex系列:

Cortex-R

Cortex-M MO M3 M4 M7 ? Cortex-A A8 A9 A15A72 A53

1.2 指令集分类（指令集原则上是向下兼容的）ARMV4 ARMV7 ARMV8

2、ARM商业模式及半导体公司

2.1 IP核（知识产权）

• ARM MIPS X86 PowerPC（IBM）

• ARM出卖IP而不卖芯片的策略

2.2 半导体公司 三星、高通、苹果、NXP（Freescale）、TI、ST、ATMEL、Ambarella MTK、海思、全志、瑞芯微、展讯（基带）、炬力、联咏 例如：S3C2440（ARM9）EXYNOS4412（Cortex-A9） STM32F103（Cortex-M3） i.MX.RT1050（Cortex-M7） i.MX.283（ARM9） AT89C51（8051核） AR9331（MIPS） HI3518（ARM9） NT96650（MIPS）--网络摄像头 A33（Cortex-A7） RK3399（Cortex-A72 A53）--利用了Arm big.LITTLE compatible技术

2.3 生态系统：核公司---半导体公司---半导体生产(台积电等)----产品研发---产品生产 作为个体：半导体行业，产品应用行业 方案选型-调试Demo板-打样生产 （通用方案与专用方案）

3、嵌入式处理器

CPU、MCU、GPU、PLC、DSP、SOC、ASIC、FPGA的关系

• CPU包含运算器和控制器

• MCU最简单的理解就是一个芯片就是一个微型计算机

• GPU包含很多个运算器，专门解决图形计算 PLC半成品工控设备

• soc片上系统，专用/通用软件和硬件系统（ESP8266【wifi芯片】）

• ASIC专用集成电路，IP核设计（软核/硬核/固核）

• DSP处理大量数据运算，一般用于音视频计算上。

• EPGA解决程序滞后性问题，并行计算 比如：一个产品上可以同时包含MCU，GPU，SOC，ASIC，DSP，FPGA

第二部分：ARM体系结构

• 哈佛结构与冯式结构

• ARM的处理器状态和处理器模式

• ARM内部寄存器及SFR

• ARM异常处理

• ARM的存储系统（大小端及对齐问题）

第三部分：ARM指令系统

• CISC与RISC（指令特点）

• 开发工具

• 寻址方式

• 指令分类

第四部分：ARM汇编编程

• ARM汇编程序格式

• 程序控制

• ARM汇编与C的混合编程

• ARM汇编THUMB2指令集

1.2 ARM介绍2

第2章 ARM技术与ARM体系结构

2.1 哈佛结构与冯式结构

2.11 两者的区别： ? 哈弗结构：独立的存储架构和信号通道（代码与数据是否统一编址） ? 与是否统一编址没有关系，也与CPU没有关系，与计算机整体设计有关 ? CACHE的引入（CPU内部哈佛结构） ? 8086冯式结构 相同存储（RAM）相同的通道 （统一编址） 区别：运行态与存储态 ? STM32F103哈弗结构 不同的存储（ROM/RAM）不同的通道 （统一编址）

8051改进型的哈弗结构 不同的存储（ROM/RAM）相同的通道 （独立编址）

ARM9改进型的冯式结构 相同的存储（RAM）/不同的通道 （统一编址） ? 总结：高性能单片机：冯式结构 普通单片机：哈弗结构

2.1.2 总线与I0访问 ARM总线结构（AHB【高速总线】，APB【一般的总线】，AXI【arm自己研发的总线】）与内部外设

（系统）总线访问与Io访问（独立与统一） IO就是指CPU的各种内部与外部外设 Io接口的编址方式：Io接口中能被CPU访问的寄存器称为端口/寄存器 端口与存储器统一编址（ARM）uart gpio 端口与存储器独立编址（X86）8259A8255（并口）8253（定时器） 通过MEMR/MEMW和IOR/IOW两组控制信号来实现对I/o端口和存储器的不同寻址 注意：内存（memory map）与内存条，内存条只是内存的一部分

2.2、ARM的处理器状态和处理器模式

意：在不同的体系下一些概念有所不同，在这里我们使用S3C2440手册进行参考

2.2.1处理器状态

处理器状态的切换 BX BLX 各种指令：ARM指令（32位），THUMB指令（16位），THUMB2指令（32/16位） CORTEX-M只是指令THUMB2指令子集

2.2.2处理器模式

usr，fiq，irq，svc，abt，sys，und usr（用户模式）:The normal ARM program execution state fiq（快速中断）:Designed to support a data transfer or channel process irq（中断）:Used for general-purpose interrupt handling svc（保护模式）:Protected mode for the operating system

abt（异常）:Entered after a data or instruction prefetch abort sys（用户特权模式）:A privileged user mode for the operating system und（未定义）:Entered when an undefined instruction is executed 设计的目的：提高响应速度，注意：保护模式/特权模式，需要MWU和代码支持

2.2.3 ARM流水线设计：五级流水线（ARM9）

每条指令五个工位：取指--译码--执行--访存--回写

结论：程序指针PC=执行指令地址+8

嵌入式编程学习随笔

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原文地址：https://www.cnblogs.com/nieaojie625/p/13083264.html