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ARM相關知識

ARM7采用馮·諾依曼（Von-Neumann)結構，數據存儲器和程序存儲器重合在一起。    同時，此結構也被大多數計算機所采用。

ARM7為三級流水線結構（取指，譯碼，執行），平均功耗為0.6mW/MHz，時鍾速度為66MHz，每條指令平均執行1.9個時鍾周期

ARM7係列微處理器包括如下幾種類型的核：ARM7TDMI、ARM7TDMI-S、 ARM720T、ARM7EJ

ARM7采用的Neumann結構，取指令和取操作數都是通過一條總線分時進行，這樣，在高速運算時，不但不能同時取指令和取操作數，而且還會造成傳輸通道上的瓶頸現象

  ARM9采用哈佛（Harvard)結構，程序存儲器與數據存儲器分開，提供了較大的存儲器帶寬。同時，大多數DSP都采用此結構
  ARM9為五級流水線（取指，譯碼，執行，緩衝/數據，回寫），平均功耗為0.7mW/MHz。時鍾速度為120MHz-200MHz，每條指令平均執行1.5個時鍾周期
  ARM9係列微處理器包含ARM920T、ARM922T和ARM940T三種類型，以適用於不同的應用場合

ARM 體係結構特點

(1)多處理器狀態模式：
    ARM體係結構定義了7種處理器模式：用戶(usr)、快中斷(fiq)、中斷(irq)、管理(svc)、終止(abt)、未定義(und)和係統(sys)，大大提高了ARM處理器的效率
(2)兩種處理器工作狀態：
    ARM狀態（執行32位ARM指令）和Thumb狀態（執行16位Thumb指令）
(3)嵌入式在線仿真調試
    ARM體係結構的處理器芯片都嵌入了在線仿真ICE-RT邏輯，便於通過JTAG來仿真調試芯片，省去了價格昂貴的在線仿真器

(4)靈活方便的接口
    ARM體係結構具有協處理器接口，允許接16個協處理器。既可以使基本的ARM處理器內核盡可能小，方便地擴充ARM指令集，也可以通過未定義指令來支持協處理器的軟件仿真
(5)低電壓功耗的設計
    考慮到ARM體係結構的處理器主要用於手持式嵌入式係統中，ARM體係結構在設計中就十分注意功耗的設計
(6)RISC型處理器結構：
    ARM采用RISC結構，在簡化處理器結構，減少複雜功能指令的同時，提高了處理器的速度

ARM 數據類型

字節（Byte）：在ARM體係結構及常見的8位/16位處理器體係結構中，字節的長度均為8位
  字（Word）：在ARM體係結構中，字的長度為32位，而在8位/16位處理器體係結構中，字的長度一般為16位
  半字（Half-Word）：在ARM體係結構中，半字的長度為16位，與8位/16位處理器體係結構中字的長度一致

ARM 存儲格式

ARM體係結構將存儲器看作是從零地址開始的字節的線性組合。從零字節到三字節放置第一個存儲的字數據，從第四個字節到第七個字節放置第二個存儲的字數據，依次排列

  作為32位的微處理器，ARM體係結構所支持的最大尋址空間為4GB（232字節）

ARM 處理器的工作模式

ARM 有7個基本工作模式
1、用戶模式（usr):
    正常程序執行的模式，大部分任務執行在這種模式
2、快速中斷模式（fiq）: 高速數據傳輸或通道處理
   當一個高優先級(fast)中斷產生時將會進入這種模式
3、外部中斷模式（irq）: 通常的中斷處理
   當一個低優先級(normal)中斷產生時將會進入這種模式

4、管理模式（svc)：供操作係統使用的一種保護模式
    當複位或軟中斷指令執行時將會進入這種模式     
5、中止模式（abt): 虛擬存儲及存儲保護
    當存取異常時將會進入這種模式
6、未定義模式（und): 軟件仿真硬件協處理器
    當執行未定義指令時會進入這種模式
7、係統模式（sys）:  特權級的操作係統任務
    供需要訪問係統資源的操作係統任務使用

ARM 異常中斷

ARM有7種異常

1、複位
2、未定義指令異常
3、軟件中斷異常
4、預取中止（取指令存儲器中止）
5、數據中止（訪問數據存儲器中止）
6、IRQ異常
7、FIQ異常

最後更新：2017-04-03 15:21:44

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