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Cortex系列ARM内核介绍

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Cortex系列ARM内核介绍

众所周知,英国的ARM公司是嵌入式微处理器世界当中的佼佼者。ARM一直以来都是自己研发微处理器内核架构,然后将这些架构的知识产权授权给各个芯片厂商,精简的CPU架构,高效的处理能力以及成功的商业模式让ARM公司获得了巨大的成功,使他迅速占据了32位嵌入式微处理器的大部分市场份额,甚至现在,ARM芯片在上网本市场的也大有与INTEL的ATOM处理器一较高低的实力。

目前,随着对嵌入式系统的要求越来越高,作为其核心的嵌入式微处理器的综合性能也受到日益严峻的考验,最典型的例子就是伴随3G网络的推广,对手机的本地处理能力要求很高,现在一个高端的智能手机的处理能力几乎可以和几年前的笔记本电脑相当。为了迎合市场的需求,ARM公司也在加紧研发他们最新的ARM架构,Cortex系列就是这样的产品。在Cortex之前,ARM核都是以ARM为前缀命名的,从ARM1一直到ARM11,之后就是Cortex系列了。Cortex在英语中有大脑皮层的意思,而大脑皮层正是人脑最核心的部分,估计ARM公司如此命名正有此含义吧。

一.ARMv7架构特点

下表列出了ARM微处理器核心以及体系结构的发展历史:

表一: ARM微处理器核心以及体系结构的发展历史

我们可以看到,Cortex系列属于ARMv7架构,这是ARM公司最新的指令集架构,而我们比较熟悉的三星的S3C2410芯片是ARMv4架构,ATMEL公司的AT91SAM9261芯片则是ARMv5架构。

ARMv7架构是在ARMv6架构的基础上诞生的。该架构采用了Thumb-2技术,Thumb-2技术是在ARM的Thumb代码压缩技术的基础上发展起来的,并且保持了对现存ARM解

决方案的完整的代码兼容性。Thumb-2技术比纯32位代码少使用31%的内存,减小了系统开销。同时能够提供比已有的基于Thumb技术的解决方案高出38%的性能。ARMv7架构还采用了NEON技术,将DSP和媒体处理能力提高了近4倍,并支持改良的浮点运算,满足下一代3D图形、游戏物理应用以及传统嵌入式控制应用的需求。此外,ARMv7还支持改良的运行环境,以迎合不断增加的JIT(Just In Time)和DAC(DynamicAdaptive Compilation)技术的使用。另外,ARMv7架构对于早期的ARM处理器软件也提供很好的兼容性。

ARMv7架构定义了三大分工明确的系列:“A”系列面向尖端的基于虚拟内存的操作系统和用户应用;“R”系列针对实时系统;“M”系列对微控制器和低成本应用提供优化。下图为v5至v7架构比较:

图一:v5至v7架构比较

由于应用领域不同,基于v7架构的Cortex处理器系列所采用的技术也不相同,基于v7A

的称为Cortex-A系列,基于v7R的称为Cortex-R系列,基于v7M的称为Cortex-M系列。下面一一介绍。

二.Cortex-A8

Cortex-A8第一款基于ARMv7构架的应用处理器。Cortex-A8是ARM公司有史以来性能最强劲的一款处理器,主频为600MHz到1GHz。A8可以满足各种移动设备的需求,其功耗低于300毫瓦,而性能却高达2000MIPS。

Cortex-A8也是ARM公司第一款超级标量处理器。在该处理器的设计当中,采用了新的技术以提高代码效率和性能,采用了专门针对多媒体和信号处理的NEON技术。同时,还采用了Jazelle RCT技术,可以支持JAVA程序的预编译与实时编译。

针对Cortex-A8,ARM公司专门提供了新的函数库(Artisan Advantage-CE)。新的库函数可以有效的提高异常处理的速度并降低功耗。同时,新的库函数还提供了高级内存泄漏控制机制。

Cortex-A8处理器使用了先进的分支预测技术,并且具有专用的NEON整型和浮点型流水线进行媒体和信号处理。在使用小于4 mm2的硅片及低功耗的65 nm工艺的情况下,Cortex-A8处理器的运行频率将高于600MHz(不包括NEON追踪技术和二级高速缓冲存储器)。在高性能的90 nm和65 nm工艺下,Cortex-A8处理器运行频率最高可达1 GHz,能够满足高性能消费产品设计的需要。

Cortex-A8第一次为低费用、高容量的产品带来了台式机级别的性能。当前最新的IPHONE 手机和ANDROID手机里的处理器就是基于Cortex-A8内核的芯片。

Cortex-A8的系统框图如下:

图二:Cortex-A8的系统框图

更详细的框图如下:

图三:Cortex-A8的详细系统框图

三.Cortex-R4

Cortex-R4是ARM开发的超标量结构的ARM内核,主要面向实时控制领域,如汽车刹车控制等,这一领域要求处理器响应中断的实时性高,并且要尽可能的节约成本,而很多客户要求不需过多提高工作频率,就能提高运算性能,因此在Cortex-R4的设计过程中,工作频率的最佳点位是300MHz。再高的话,不仅需要高速内存,而且时钟树的设计也更为复杂。结果,判断合理的做法就是采用超标量结构,增加单位周期所执行的指令平均数。Cortex-R4单位工作频率的运算性能为1.62MIPS(按Dhrystone换算)/MHz,比ARM9的约1.2MIPS/MHz大幅提高。Cortex-R4电路规模只是比ARM9略有增加,但是可以实现更接近于Cortex-A8的运算性能。

Cortex-R4系统框图如下所示:

图四:Cortex-R4系统框图

四.Cortex-M3

ARM Cortex-M系列则是为那些对开发费用非常敏感同时对性能要求小断增加的嵌入式应用(如微控制器、汽车车身控制系统和各种大型家电)所设计的,主要面向单片机领域,可以说是51单品机的完美替代品。

Cortex-M3系统框图如下所示:

图五:Cortex-M3系统框图

Cortex-M3的速度比ARM7快三分之一,功耗低四分之三,并且能实现更小芯片面积,利于将更多功能整合在更小的芯片尺寸中。Cortex-M3处理器结合了执行Thumb-2指令的32位哈佛微体系结构和系统外设,包括Nested Vec-tored Interrupt Controller和Arbiter总线。该技术方案在测试和实例应用中表现出较高的性能:在台机电180 nm工艺下,芯片性能达1.2 DMIPS/MHz,时钟频率高达100 MHz。

在工控领域,用户要求具有更快的中断速度,Cortex-M3采用了Tail-Chaining中断技术,完全基于硬件进行中断处理,最多可减少12个时钟周期数,在实际应用中可减少70%中断。

五.总结

ARM Cortex处理器系列都是基于ARMv7架构的产品,从尺寸和性能方而来看,既有少于33000个门电路的Cortex-M系列,也有高性能的Cortex-A系列。其中,Cortex-A系列是针对日益增长的,运行包括Linux、Windows,CE和Symbian操作系统在内的消费娱乐和无线产品设计的;ARM Cortex-R系列针对的是需要运行实时操作系统来进行控制应用的系统,包括汽车电子、网络和影像系统;ARM Cortex-M系列则面向微控制器领域,为那些对开发费用非常敏感同时对性能要求不断增加的嵌入式应用所设计的。可见随着在各种不同领域应用需求的增加,微处理器市场也在趋于多样化。

嵌入式系统知识点

嵌入式系统知识点 1.什么是嵌入式系统。 2.嵌入式系统三要素 3.嵌入式处理器的类型 4.大端存储格式的规则是______;小端存储格式的规则是。 5.ARM是______的处理器,有_____个工作状态,工作在_____状态时,执行的是32位指令集,工作在_____状态时,执行的是16位指令集。_____指令集是_____指令集的子集。 6.ARM有_____种工作模式。它们的名称和缩写分别是:()。其中特权模式是指:(),异常模式又是指:()。当前工作模式状态及设置是由_____寄存器中的M[4:0]五位决定的,每种模式对应的M[4:0]值是:()。 7.ARM的异常中断有_____种,它们的名称是:(),对应的中断入口地址是:(),默认的优先级是:()。 8.ARM核内共有_____寄存器,分_____、_____两类。按工作模式不同可分_____个寄存器组。在ARM状态时的寄存器有:所有模式下均能访问的寄存器是();除()模式外均能访问寄存器R0-R12,()模式只使用自己的专用寄存器R8-R12;在()模式中,每个模式均有自己的R13、R14、SPSR 寄存器。其中R13是作_____寄存器共_____个、R14是作_____寄存器共_____个、R15是作_____寄存器共_____个。在Thumb状态下的寄存器:通用寄存器是_____,有_____组;SP堆栈指针寄存器共有_____个,LR_____寄存器共有_____个;PC_____寄存器有_____个,CPSR_____寄存器有_____个,SPSR_____寄存器有_____个。 9.ARM7系列是_____级流水线,即_____、_____、_____。程序计数器R15(PC)总是指向取指的指令,因此PC总是指向第_____条指令。 对于ARM指令有: PC值=当前程序执行位置+_____; 对于Thumb指令有: PC值=当前程序执行位置+_____。 10.ARM的寻址方式有七种,它们是:()。 11.LDR指令 LDR R4, STSRT ;将存储地址为START的字数据读入R4

ARM_Cortex各系列处理器分类比较

Cortex-M系列 M0: Cortex-M0是目前最小的ARM处理器,该处理器的芯片面积非常小,能耗极低,且编程所需的代码占用量很少,这就使得开发人员可以直接跳过16位系统,以接近8 位系统的成本开销获取32 位系统的性能。Cortex-M0 处理器超低的门数开销,使得它可以用在仿真和数模混合设备中。 M0+: 以Cortex-M0 处理器为基础,保留了全部指令集和数据兼容性,同时进一步降低了能耗,提高了性能。2级流水线,性能效率可达1.08 DMIPS/MHz。 M1: 第一个专为FPGA 中的实现设计的ARM 处理器。Cortex-M1 处理器面向所有主要FPGA 设备并包括对领先的FPGA 综合工具的支持,允许设计者为每个项目选择最佳实现。 M3: 适用于具有较高确定性的实时应用,它经过专门开发,可使合作伙伴针对广泛的设备(包括微控制器、汽车车身系统、工业控制系统以及无线网络和传感器)开发高性能低成本平台。此处理器具有出色的计算性能以及对事件的优异系统响应能力,同时可应实际中对低动态和静态功率需求的挑战。 M4: 由ARM 专门开发的最新嵌入式处理器,用以满足需要有效且易于使用的控制和信号处理功能混合的数字信号控制市场。 M7: 在ARM Cortex-M 处理器系列中,Cortex-M7 的性能最为出色。它拥有六级超标量流水线、灵活的系统和内存接口(包括AXI 和AHB)、缓存(Cache)以及高度耦合内存(TCM),为MCU 提供出色的整数、浮点和DSP 性能。 互联:64位AMBA4 AXI, AHB外设端口(64MB 到512MB) 指令缓存:0 到64kB,双路组相联,带有可选ECC 数据缓存:0 到64kB,四路组相联,带有可选ECC 指令TCM:0 到16MB,带有可选ECC 数据TCM:0 到16MB,带有可选ECC

嵌入式系统原理与接口复习要点及思考题答案(计)

嵌入式系统原理与接口复习要点及思考题答案(计)

各位:根据掌握要点认真复习,后面附有作业题答案。 第1章掌握要点 1.1.1节嵌入式系统的概念 1.1.3节嵌入式系统的特点 1.3节嵌入式处理器 1.4节嵌入式系统的组成(看课件,有补充的内容) 补:1.嵌入式系统开发过程? 2.嵌入式系统调试常用的基本方法 3.交叉编译和交叉调试 4.嵌入式操作系统 第2章掌握要点 2.1节计算机体系结构分类 2.3.1节 ARM和Thumb状态 2.3.2节 RISC技术 2.3.3节流水线技术 2.4.1 ARM存储系统 2.4.2 Cache:写通、写回、读操作分配cache、写操作分配cache、工作原理、地址映像 2.4.3节 ARM存储系统 补充: (见课件) 1. ARM简介:ARM的命名方式、5种变形

2.理解片内Flash的3种编程方法。 3.理解ARM7芯片存储器存储空间分布。(8个bank,每个bank32MB)第3章掌握要点 3.1节ARM编程模式:处理器模式、处理器工作状态、寄存器组织、 异常中断 3.2节指令格式和寻址方式 3.3节指令系统:掌握和熟练应用课件所讲的指令、可编程序段 第5章掌握要点 5.1节键盘接口:行扫描法原理、掌握编写驱动程序 5.2节 LED显示器接口:理解工作原理,掌握编写驱动程序 5.5.1节 UART异步串行接口:异步通信格式、接收的4种错误类型、初始化、发送程序、接收程序 第1章作业题答案: 1.什么是嵌入式系统? ?第一种,根据IEEE(国际电气和电子工程师协会)的定义:嵌入式系统是“用于控制、监视或者辅助操作机器和设备的装置”(原文为devices used to control, monitor, or assist the operation of equipment, machinery or plants)。 ?第二种,嵌入式系统是以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪、功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专 用计算机系统。

嵌入式系统原理与应用复习知识点总结

第一章 1、嵌入式系统的应用范围:军事国防、消费电子、信息家电、网络通信、工业 控制。 2、嵌入式系统定义:嵌入式系统是以应用为中心,以计算机技术为基础,软件 与硬件可裁剪,适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专 用计算机系统。(嵌入式的三要素:嵌入型、专用性与计算机系统)。 3、嵌入式系统的特点:1)专用性强;2)实时约束;3)RTOS;4)高可靠性;5) 低功耗;6)专用的开发工具和开发环境;7)系统精简; 4、嵌入式系统的组成: (1)处理器:MCU、MPU、DSP、SOC; (2)外围接口及设备:存储器、通信接口、I/O 接口、输入输出设备、电源等;(3)嵌入式操作系统:windows CE、UCLinux、Vxworks、UC/OS; (4)应用软件:Bootloader 5、嵌入式系统的硬件:嵌入式微处理器(MCU、MPU、DSP、SOC),外围电路, 外部设备; 嵌入式系统的软件:无操作系统(NOSES),小型操作系统软件(SOSE)S,大型 操作系统软件(LOSES)注:ARM 处理器三大部件:ALU、控制器、寄存器。 6、嵌入式处理器特点:(1)实时多任务;(2)结构可扩展;(3)很强的存储区 保护功能;(4)低功耗; 7、DSP处理器两种工作方式:(1)经过单片机的DSP可单独构成处理器;(2) 作为协处理器,具有单片机功能和数字处理功能; 第二章 1、IP核分类:软核、固核、硬核; 2、ARM 处理器系列:(1)ARM7系列(三级流水,thumb 指令集,ARM7TDMI); (2)ARM9系列(DSP处理能力,ARM920T)(3)ARM/OE(增强DSP)(4)SecurCone 系列(提供解密安全方案);(5)StrongARM系列(Zntle 产权);(6)XScale系列(Intel 产权);(7)Cortex 系列(A:性能密集型;R:要求实时性;M:要求低 成本) 3、ARM 系列的变量后缀:(1)T:thumb 指令集;(2)D:JTAG调试器;(3)快

浅谈ARM Cortex系列处理器之区别

浅谈ARM Cortex系列处理器之区别市面上ARM Cortex系列包括3个系列,包括ARM Cortex-A, ARM Cortex-R, ARM Cortex-M,Z这三种系列,并且每个系列又分多种子版本,每个子版本都有各自的特点。很好的为设计人员提供非常广泛的具有可扩展性的性能选项,从而有机会在多种选项中选择最适合自身应用的内核,而非千篇一律的采用同一方案。 其中, 1,Cortex-A—面向性能密集型系统的应用处理器内核 2, Cortex-R—面向实时应用的高性能内核 3, Cortex-M—面向各类嵌入式应用的微控制器内核 Cortex-A处理器为利用操作系统(例如Linux或者Android ,IOS)的设备提供了一系列解决方案,这些设备被用于各类应用,从低成本手持设备到智能手机、平板电脑、机顶盒以及企业网络设备等。早期的Cortex-A系列处理器(A5、A7、A8、A9、A12、A15和A17)基于ARMv7-A架构。每种内核都共享相同的功能集,例如NEON媒体处理引擎、Trustzone安全扩展、单精度和双精度浮点支持、以及对多种指令集(ARM、Thumb-2、Thumb、Jazelle 和DSP)的支持。与此同时,这些处理器也具有极高的设计灵活性,能够提供所需的最佳性能和预期的功效。 介绍过Cortex-A,下面介绍Cortex-R系列——衍生产品中体积最小的ARM处理器,这一点也最不为人所知。Cortex-R处理器针对高性能实时应用,例如硬盘控制器(或固态驱动

控制器)、企业中的网络设备和打印机、消费电子设备(例如蓝光播放器和媒体播放器)、以及汽车应用(例如安全气囊、制动系统和发动机管理)。Cortex-R系列在某些方面与高端微控制器(MCU)类似,但是,针对的是比通常使用标准MCU的系统还要大型的系统。例如,Cortex-R4就非常适合汽车应用。Cortex-R4主频可以高达600MHz(具有2.45DMIPS/MHz),配有8级流水线,具有双发送、预取和分支预测功能、以及低延迟中断系统,可以中断多周期操作而快速进入中断服务程序。Cortex-R4还可以与另外一个Cortex-R4 构成双内核配置,一同组成一个带有失效检测逻辑的冗余锁步(lock-step)配置,从而非常适合要求安全系数的系统。 最后,我们来讨论Cortex-M系列,自首款Cortex-M处理器于2004年发布以来,此系列处理器Cortex-M4、Cortex-M3、Cortex-M1 FPGA 和Cortex-M0 Cortex-M7等几种相关处理器。特别设计针对竞争已经非常激烈的MCU市场。Cortex-M系列基于ARMv7-M架构(用于Cortex-M3和Cortex-M4)构建,而较低的Cortex-M0+基于ARMv6-M架构构建。当一些主流MCU供应商选择这系列内核,并开始生产MCU器件后,Cortex-M处理器迅速受到市场青睐。可以肯定的说,Cortex-M之于32位MCU就如同8051之于8位MCU——受到众多供应商支持的工业标准内核,各家供应商采用该内核加之自己特别的开发,在市场中提供差异化产品。例如,Cortex-M系列能够实现在FPGA中作为软核来用,但更常见的用法是作为集成了存储器、时钟和外设的MCU。在该系列产品中,有些产品专注最佳能效、有些专注最高性能、而有些产品则专门应用于诸如智能电表这样的细分市场 其中,Cortex-M3和Cortex-M4是非常相似的内核。二者都具有1.25DMIPS/MHz 的性能,配有3级流水线、多重32位总线接口、时钟速率可高达200MHz,并配有非常高效的调试选项。最大的不同是,Cortex-M4的内核性能针对的是DSP。Cortex-M3和Cortex- M4具有相同的架构和指令集(Thumb-2)。然而,Cortex-M4增加了一系列特别针对处理DSP算法而优化的饱和运算和SIMD指令。以每0.5秒运行一次的512点FFT 为例,如果分别在同类量产的Cortex-M3 MCU和Cortex-M4 MCU上运行,完成同样的工作,Cortex-M3所需功耗约是Cortex-M4所需功耗的三倍。而对于成本特别敏感的应用或者正在从8位迁移到32位的应用而言,Cortex-M系列的最低端产品可能是最佳选择。虽然Cortex-M0+的性能为0.95DMIPS/MHz,比Cortex-M3和Cortex-M4的性能稍稍低一些,但仍可与同系列其他高端产品兼容。

嵌入式系统原理与设计知识点整理

第一章嵌入式处理器 1嵌入式系统的概念组成: 定义:以应用为主,以计算机技术为基础,软硬件可裁剪,满足系统对功能、性能、可靠性、体积和功耗有严格要求的计算机系统。 组成:硬件:处理器、存储器、I / O设备、传感器 软件:①系统软件, ②应用软件。 2.嵌入式处理器分类特点: 分类:①MPU(Micro Processor Unit)微处理器。一块芯片,没有集成外设接口。部主要由运算器,控制器,寄存器组成。 ②MCU(Micro Controller Unit)微控制器(单片机)。一块芯片集成整个计算机系统。 ③EDSP(Embled Digital Signal Processor)数字信号处理器。运算速度快,擅长于大量重复数据处理 ④SOC(System On Chip)偏上系统。一块芯片,部集成了MPU和某一应用常用的功能模块 3.嵌入式处理器与通用计算机处理器的区别: ①嵌入式处理器种类繁多,功能多样 ②嵌入式处理器能力相对较弱,功耗低 ③嵌入式系统提供灵活的地址空间寻址能力 ④嵌入式系统集成了外设接口 4.①哈佛体系结构:指令和数据分开存储————————(嵌入式存储结构) 特征:在同一机器周期指令和数据同时传输 ②·诺依曼体系结构:指令和数据共用一个存储器——(通用式存数结构) 数据存储结构(多字节): 大端方式:低地址存高位;小端方式:高地址存高位 6.ARM指令集命名:V1~V8 (ARMV表示的是指令集)

7.ARM核命名:. 命名规则:ARM{x}{y}{z}{T}{D}{M}{I}{E}{J}{F}{S}{x}——系列(版本) {y}——当数值为“2”时,表示MMU(存管理单元) {z}——当数值为“0”时,表示缓存Cache {T}——支持16位Thumb指令集 {D}——支持片上Debug(调试) {M}——嵌硬件乘法器 {I}——嵌ICE(在线仿真器)——支持片上断点及调试点 {E}——支持DSP指令 {J}——支持Jazzle技术 {F}——支持硬件浮点 {S}——可综合版本 8. JTAG调试接口的概念及作用: ①概念:(Joint Test Action Group)联合测试行动小组→检测PCB和IC芯片标准。(P CB→印刷电路板IC→集成芯片) ②作用(1)硬件基本功能测试读写 (2)软件下载:将运行代码下载到目标机RAM中 (3)软件调试:设置断点和调试点 (4)FLASH烧写:将运行最终代码烧写到FLASH存储器中。 9.GPIO概念:(General Purpose I/O Ports)通用输入/输出接口,即处理器引脚。 10.S3C2410/S3C2440 GPIO引脚 S3C2410共有117个引脚,可分成A——H共8个组,(GPA,GPB,…GPH组) S3C2440共有130个引脚,可分成A——J共9个组,(GPA,GPB,…,GPH,GPJ 组) 11.GPxCON寄存器,GPxDAT寄存器,GpxUP寄存器的功能,各位含义和用法 ①GPxCON寄存器(控制寄存器)——设置引脚功能 →GPACON(A组有23根引脚,一位对应一个引脚,共32位,拿出0~22位,其余没用) (若某一位是)0:(代表该位的引脚是一个)输出引脚 1:地址引脚 →GPBCON——GPH/JCON(用法一致,两位设置一个引脚) 00:输入引脚 01:输出引脚 10:特殊引脚 11:保留不用 GPBCON ②GPxDAT寄存器(数据寄存器)——设置引脚状态及读取引脚状态 若某一位对应的是输出引脚,写此寄存器相应位可令引脚输出高/低电平。 若某一位对应的是输入引脚,读取此寄存器可知相应引脚电平状态。GPBDAT

armcortex各系列处理器分类比较

: Cortex-M系列 M0: Cortex-M0是目前最小的ARM处理器,该处理器的芯片面积非常小,能耗极低,且编程所需的代码占用量很少,这就使得开发人员可以直接跳过16位系统,以接近8 位系统的成本开销获取 32 位系统的性能。Cortex-M0 处理器超低的门数开销,使得它可以用在仿真和数模混合设备中。 M0+: 以Cortex-M0 处理器为基础,保留了全部指令集和数据兼容性,同时进一步降低了能耗,提高了性能。2级流水线,性能效率可达 DMIPS/MHz。 ^ M1: 第一个专为 FPGA 中的实现设计的 ARM 处理器。Cortex-M1 处理器面向所有主要 FPGA 设备并包括对领先的 FPGA 综合工具的支持,允许设计者为每个项目选择最佳实现。 M3: 适用于具有较高确定性的实时应用,它经过专门开发,可使合作伙伴针对广泛的设备(包括微控制器、汽车车身系统、工业控制系统以及无线网络和传感器)开发高性能低成本平台。此处理器具有出色的计算性能以及对事件的优异系统响应能力,同时可应实际中对低动态和静态功率需求的挑战。 M4: 由 ARM 专门开发的最新嵌入式处理器,用以满足需要有效且易于使用的控制和信号处理功能混合的数字信号控制市场。 # M7: 在 ARM Cortex-M 处理器系列中,Cortex-M7 的性能最为出色。它拥有六级超标量流水线、灵活的系统和内存接口(包括 AXI 和 AHB)、缓存(Cache)以及高度耦合内存(TCM),为MCU 提供出色的整数、浮点和 DSP 性能。 互联:64位 AMBA4 AXI, AHB外设端口 (64MB 到 512MB) 指令缓存:0 到 64kB,双路组相联,带有可选 ECC 数据缓存:0 到 64kB,四路组相联,带有可选 ECC 指令TCM:0 到 16MB,带有可选 ECC 数据TCM:0 到 16MB,带有可选 ECC ;

嵌入式系统原理与接口复习要点及思考题答案(计)

各位:根据掌握要点认真复习,后面附有作业题答案。 第1章掌握要点 1.1.1节嵌入式系统的概念 1.1.3节嵌入式系统的特点 1.3节嵌入式处理器 1.4节嵌入式系统的组成(看课件,有补充的内容) 补:1.嵌入式系统开发过程? 2.嵌入式系统调试常用的基本方法 3.交叉编译和交叉调试 4.嵌入式操作系统 第2章掌握要点 2.1节计算机体系结构分类 2.3.1节 ARM和Thumb状态 2.3.2节 RISC技术 2.3.3节流水线技术 2.4.1 ARM存储系统 2.4.2 Cache:写通、写回、读操作分配cache、写操作分配cache、工作原理、地址映像 2.4.3节 ARM存储系统 补充: (见课件) 1. ARM简介:ARM的命名方式、5种变形

2.理解片内Flash的3种编程方法。 3.理解ARM7芯片存储器存储空间分布。(8个bank,每个bank32MB)第3章掌握要点 3.1节ARM编程模式:处理器模式、处理器工作状态、寄存器组织、 异常中断 3.2节指令格式和寻址方式 3.3节指令系统:掌握和熟练应用课件所讲的指令、可编程序段 第5章掌握要点 5.1节键盘接口:行扫描法原理、掌握编写驱动程序 5.2节 LED显示器接口:理解工作原理,掌握编写驱动程序 5.5.1节 UART异步串行接口:异步通信格式、接收的4种错误类型、初始化、发送程序、接收程序 第1章作业题答案: 1.什么是嵌入式系统? ?第一种,根据IEEE(国际电气和电子工程师协会)的定义:嵌入式系统是“用于控制、监视或者辅助操作机器和设备的装置”(原文为devices used to control, monitor, or assist the operation of equipment, machinery or plants)。 ?第二种,嵌入式系统是以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪、功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专 用计算机系统。

Cortex系列ARM核心及体系结构简介.

众所周知,英国的ARM公司是嵌入式微处理器世界当中的佼佼者。ARM一直以来都是自己研发微处理器内核架构,然后将这些架构的知识产权授权给各个芯片厂商,精简的CPU架构,高效的处理能力以及成功的商业模式让ARM公司获得了巨大的成功,使他迅速占据了32位嵌入式微处理器的大部分市场份额,甚至现在,ARM芯片在上网本市场的也大有与INTEL的ATOM处理器一较高低的实力。 目前,随着对嵌入式系统的要求越来越高,作为其核心的嵌入式微处理器的综合性能也受到日益严峻的考验,最典型的例子就是伴随3G网络的推广,对手机的本地处理能力要求很高,现在一个高端的智能手机的处理能力几乎可以和几年前的笔记本电脑相当。为了迎合市场的需求,ARM公司也在加紧研发他们最新的ARM架构,Cortex系列就是这样的产品。在Cortex之前,ARM核都是以ARM 为前缀命名的,从ARM1一直到ARM11,之后就是 Cortex系列了。Cortex在英语中有大脑皮层的意思,而大脑皮层正是人脑最核心的部分,估计ARM公司如此命名正有此含义吧。 一.ARMv7架构特点 下表列出了ARM微处理器核心以及体系结构的发展历史: 表一: ARM微处理器核心以及体系结构的发展历史 我们可以看到,Cortex系列属于ARMv7架构,这是ARM公司最新的指令集架构,而我们比较熟悉的三星的S3C2410芯片是ARMv4架构,ATMEL公司的 AT91SAM9261芯片则是ARMv5架构。

ARMv7架构是在ARMv6架构的基础上诞生的。该架构采用了Thumb-2技术,Thumb-2技术是在ARM的Thumb代码压缩技术的基础上发展起来的,并且保持了对现存ARM解决方案的完整的代码兼容性。Thumb-2技术比纯32位代码少使用 31%的内存,减小了系统开销。 同时能够提供比已有的基于Thumb技术的解决方案高出38%的性能。ARMv7架构还采用了NEON技术,将DSP和媒体处理能力提高了近4倍,并支持改良的浮点运算,满足下一代3D图形、游戏物理应用以及传统嵌入式控制应用的需求。此外,ARMv7还支持改良的运行环境,以迎合不断增加的JIT(Just In Time)和DAC(DynamicAdaptive Compilation)技术的使用。另外,ARMv7架构对于早期的ARM处理器软件也提供很好的兼容性。 ARMv7架构定义了三大分工明确的系列:“A”系列面向尖端的基于虚拟内存的操作系统和用户应用;“R”系列针对实时系统;“M”系列对微控制器和低成本应用提供优化。下图为v5至v7架构比较: 图一:v5至v7架构比较 由于应用领域不同,基于v7架构的Cortex处理器系列所采用的技术也不相同,基于v7A的称为Cortex-A系列,基于v7R的称为Cortex-R系列,基于v7M的称为Cortex-M系列。下面一一介绍。 二.Cortex-A8 Cortex-A8第一款基于ARMv7构架的应用处理器。Cortex-A8是ARM公司有史以来性能最强劲的一款处理器,主频为600MHz到1GHz。A8可以满足各种移动设备的需求,其功耗低于300毫瓦,而性能却高达2000MIPS。 Cortex-A8也是ARM公司第一款超级标量处理器。在该处理器的设计当中,采用了新的技术以提高代码效率和性能,采用了专门针对多媒体和信号处理的NEON

嵌入式系统重点整理汇编

1.嵌入式系统:定义:以应用为中心、以计算机技术为基础,软、硬件可裁剪,适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等严格要求的专用计算机系统。嵌入式系统是应用于特定环境下执行面对专业领域的应用系统,其特点为:系统内核小,可裁剪;专业性强;系统精简;通常要求有高实时性的操作系统;嵌入式系统开发需要专门的开发工具和环境;一旦进入市场,就具有较长的生命周期。 嵌入式系统的典型组成: 按模块:中央处理器、外设、操作系统、应用 按体系结构:硬件层、中间层、操作系统、功能层 早期的嵌入式系统包含3个部分:硬件平台、嵌入式实时操作系统和应用程序;经过不断发展,在硬件平台和操作系统之间演化出了新的一层——硬件抽象层;硬件抽象层屏蔽了底层硬件的多样性,操作系统不再直接面对具体的硬件环境,而是由硬件抽象层代表的、逻辑上的硬件环境。板级支持包是大多数商用嵌入式操作系统实现可移植性所采用的一种方案,是硬件抽象层的一种实现。 2.嵌入式系统软件体系结构:早期的嵌入式系统包含3个部分:硬件平台、嵌入式实时操作系统和应用程序;经过不断发展,在硬件平台和操作系统之间演化出了新的一层——硬件抽象层;硬件抽象层屏蔽了底层硬件的多样性,操作系统不再直接面对具体的硬件环境,而是由硬件抽象层代表的、逻辑上的硬件环境。板级支持包是大多数商用嵌入式操作系统实现可移植性所采用的一种方案,是硬件抽象层的一种实现。 3.嵌入式系统的分类:按表现形式分(硬件范畴):芯片级嵌入(含程序或算法的处理器),模块级嵌入(系统中的某个核心模块),系统级嵌入。按实时性要求分(软件范畴):非实时系统(PDA),软实时系统,硬实时系统。嵌入式系统软件一般由嵌入式操作系统和应用软件组成;操作系统是连接计算机硬件与应用程序的系统程序,可分为:顺序执行系统(单任务系统,如DOS),分时操作系统:其特点包括多路性、交互性、“独占性”和及时性(UNIX),实时操作系统(RTOS):计算的正确性不仅取决于程序的逻辑正确性,更取决于结果产生的时间,根据对产生时间要求的严格程度又可分为:硬实时操作系统,软实时操作系统。 4.嵌入式操作系统有RTOS和DTOS之分,说明RTOS的实时性含义 答:RTOS意指实时操作系统,RTOS的实时性并非是简单的要求嵌入式操作系统响应速度快,而是要求嵌入式操作系统对外部事件和软件任务请求的响应事件具有严格的确定性。 5.实时操作系统的特点:计算的正确性不仅取决于程序的逻辑正确性,更取决于结果产生的时间。 6.冯·诺伊曼与哈佛结构:冯·诺依曼结构:采用二进制代码表示数据和指令;采用存储程序工作方式,数据和程序都存储在存储器中;由存储器、运算器、控制器、I/O设备组成计算机硬件系统;总结:程序存储,程序执行。哈佛结构:采用分别用于存储数据和程序的两个存储器,两条总线的系统结构;各个部件有专用的数据、地址与控制总线;CPU和外设DMA的操作引入了某种并行度;区别:地址空间和数据空间分开与否。哈佛结构与冯·诺依曼结构的区别:使用两个独立的存储器模块,分别存储指令和数据,每个存储模块都不允许指令和数据并存,以便实现并行处理;使用独立的两条总线,分别作为CPU与每个存储器之间的专用通信路径,这两条总线之间毫无关联;冯·诺依曼体系结构的特点:数据与指令都存储在存储器中,被大多数计算机所采用,ARM7——冯·诺依曼体系。哈佛体系结构的特点:程序存储器与数据存储器分开,指令和数据可有不同的数据宽度,提供了较大的数据存储器带宽,适合于数字信号处理,大多数DSP都是哈佛结构,ARM9是哈佛结构。 7.中断的重要性:响应突发事件(异步事件)。对计算机发展的影响:使得计算机能解决客观世界的突发事情,如实时系统。使轮询系统到事件驱动系统成为可能。 8.编址方式:独立编址(I/O具有与内存不同的地址空间),统一编址(I/O与内存在同一地址空间) 9.指令:面向程序员(软件)。微指令:复杂指令由微指令有序序列实现(在CPU中实现)。区别:每条微指令所代表的都是很简单的基本操作;所有微指令的格式都很规则、简单、易于解码;取微指令的速度很快;微指令的执行速度很快。 10.机器码是是计算机能理解和执行的唯一语言.机器码的有序集合对应于高级语言的语句.机器码是指令的二进制表示形式.

ARMCortexA8构架介绍.

ARM Cortex A8不是CPU,是个内核,只是构架。一般TI德州仪器,三星会炫耀其CPU 是A8构架,我不清楚楼主说的是哪款。 如果同主频的高通与TI或三星比,高通数据处理最快,系统运行和上网速度优于三星与TI,但图形处理不如三星与TI。 如果不是同主频,1GBhz高通,比TI或三星的600MBhz,那高通的系统运行速度是其两款的两倍以上,由于主频不同,TI或三星,的图形处理优势也全无。 目前市面上的CPU大体分为三大厂商,高通,TI德州仪器,三星。三个厂商都是买ARM 执照在改造ARM构造。 高通与TI,三星不同,高通是把A8做为平台,工艺技术跟A8接近,而TI与三星是改造 A8为自己所用。我把主频定为1GBhz,来对比。 1.高通: 高通的Snapdragon SD8X50是最早与大家见面的1GHz处理器解决方案,基于Cortex-A8架构,它集中于CPU,GPU ,通信芯片,GPS芯片等多种芯片,很多厂商喜欢高通的CPU,原因是1个高通CPU,通信、GPS…全部解决很省地。该图形处理器基本数据为输出为 22Mpolygon/sec,像素填充率为1.33亿。它GPU的图形处理能力是这三个厂里最弱的。但高通的Snapdragon处理器在数据处理能力上要略高于其他Cortex-A8的处理器,所以Snapdragon SD8250在系统运行及数据运算上还是略优于其他处理器。它的Radio最好最适合手机,系统运行快,上网快,不足多媒体比其他两厂要差,多媒体是指图形处理能力也就是玩游戏之类的,采用较大的65MN,耗电大。HTC最爱,代表作HTC Desire G7。2.TI德州仪器: 德州仪器OMAP36xx系列处理器也是基于Cortex-A8架构的解决方案。该图形处理器基本数据为多边形生成率为14Mpolygon/sec,象素填充率为每秒5亿,它是

嵌入式系统重点复习

题型: 填空题40分(2*20) 简答题20分(每题5*4) 指令测试题 共20分4+4+8+4=20 综合题20分(10+5+5) 复习提纲: 第一章: 1、 嵌入式的定义 嵌入式系统的定义:嵌入式系 统是以应用为中心,以计算机 技术为基础,软硬件可裁剪, 成本、体积和功耗等严格要求 的专用计算机系统。 2、 嵌入式的组成结构 嵌入式系统的组成结构 : 硬件层、中间层、 软件层和功能层。 3、 嵌入式系统的分类 按照嵌入式软件结构分类:嵌入式系统可分为循环轮询系统、前后台系统和多任务系统。

4、与通用PC的区别 答:嵌入式系统一般是专用系统,而PC是通用计算平台 嵌入式系统的资源比PC少得多 嵌入式系统软件故障带来的后果比PC机大得多 嵌入式系统一般采用实时操作系统 嵌入式系统大都有成本、功耗的要求 嵌入式系统得到多种微处理体系的支持 嵌入式系统需要专用的开发工具 什么是多任务系统?多任务系统的特点有哪些? 答:多任务系统的软件由多个任务、多个中断服务程序以及嵌入式操作系统组成。 特点:(1)每个任务都是一个无限循环的程序,等待特定的输入,从而执行相应的处理。(2)这种程序模型将系统分成相对简单、相互合作的模块。 (3)不同的任务共享同一个CPU和其它硬件,嵌入式操作系统对这些共享资源进行管理。(4)多个顺序执行的任务在宏观上看并行执行,每个任务都运行在自己独立的CPU上。第二章 2、指令集(分成ARM和THUMB) ARM 标准32位指令集 THUMB 16位压缩形式,与多数CISC相比,编码密度更高,在流水线中进行动态压缩特点:①所有指令长度为32位.②多数指令在单周期内执行./在单时钟周期内执行Shift & ALU 操作③每条指令都有执行条件(load/store 结构,数据处理指令仅作用在寄存器上,三个操作数格式,合并ALU和移位器,用于高速的位操作,特殊的记忆接入指令,强大的自动检索地址模式,32 位和8位的数据类型,v4.中有16位的数据类型,灵活的多个寄存器load和store指令)④通过一个压缩器扩展指令 3、ARM型号的识别,有几种变种ARM体系结构的版本 1)Thumb指令集(T变种) 2)长乘法指令(M变种)3)增强型DSP指令(E变种) 4)Java加速器Jazelle(J变种)5)ARM媒体功能扩展(SIMD变种)

Cortex系列ARM内核介绍

Cortex系列ARM内核介绍 众所周知,英国的ARM公司是嵌入式微处理器世界当中的佼佼者。ARM一直以来都是自己研发微处理器内核架构,然后将这些架构的知识产权授权给各个芯片厂商,精简的CPU架构,高效的处理能力以及成功的商业模式让ARM公司获得了巨大的成功,使他迅速占据了32位嵌入式微处理器的大部分市场份额,甚至现在,ARM芯片在上网本市场的也大有与INTEL的ATOM处理器一较高低的实力。 目前,随着对嵌入式系统的要求越来越高,作为其核心的嵌入式微处理器的综合性能也受到日益严峻的考验,最典型的例子就是伴随3G网络的推广,对手机的本地处理能力要求很高,现在一个高端的智能手机的处理能力几乎可以和几年前的笔记本电脑相当。为了迎合市场的需求,ARM公司也在加紧研发他们最新的ARM架构,Cortex系列就是这样的产品。在Cortex之前,ARM核都是以ARM为前缀命名的,从ARM1一直到ARM11,之后就是Cortex系列了。Cortex在英语中有大脑皮层的意思,而大脑皮层正是人脑最核心的部分,估计ARM公司如此命名正有此含义吧。 一.ARMv7架构特点 下表列出了ARM微处理器核心以及体系结构的发展历史: 表一: ARM微处理器核心以及体系结构的发展历史 我们可以看到,Cortex系列属于ARMv7架构,这是ARM公司最新的指令集架构,而我们比较熟悉的三星的S3C2410芯片是ARMv4架构,ATMEL公司的AT91SAM9261芯片则是ARMv5架构。 ARMv7架构是在ARMv6架构的基础上诞生的。该架构采用了Thumb-2技术,Thumb-2技术是在ARM的Thumb代码压缩技术的基础上发展起来的,并且保持了对现存ARM解

ARM7、ARM9、ARM11、ARM-Cortex的关系

ARM7、ARM9、ARM11、ARM-Cortex的关系 1. ARM7、ARM9、ARM11、ARM-Cortex的关系 ARM7:ARMv4架构,ARM9:ARMv5架构,ARM11:ARMv6架构,ARM-Cortex 系列:ARMv7架构 ARM7没有MMU(内存管理单元),只能叫做MCU(微控制器),不能运行诸如Linux、WinCE等这些现代的多用户多进程操作系统,因为运行这些系统需要MMU,才能给每个用户进程分配进程自己独立的地址空间。ucOS、ucLinux这些精简实时的RTOS不需要MMU,当然可以在ARM7上运行。 ARM9、ARM11,是嵌入式CPU(处理器),带有MMU,可以运行诸如Linux等多用户多进程的操作系统,应用场合也不同于ARM7。到了ARMv7架构的时候开始以Cortex来命名,并分成Cortex-A、Cortex-R、Cortex-M 三个系列。三大系列分工明确:“A”系列面向尖端的基于虚拟内存的操作系统和用户应用;“R”系列针对实时系统;“M”系列对微控制器。简单的说Cortex-A系列是用于移动领域的CPU,Cortex-R和Cortex-M系列是用于实时控制领域的MCU。所以看上去ARM7跟Cortex-M很像,因为他们都是MCU,但确是不同代不同架构的MCU(Cortex-M 比ARM7高了三代!),所以性能也有很大的差距。此外,Cortex-M系列还细分为M0、M3、M4和超低功耗的M0+,用户依据成本、性能、功耗等因素来选择芯片。想必楼主现在肯定知道了ARM7、Cortex-M的区别,不过还是花了点时间整理在此,可以帮助后来的初学者搞明白这些基本的概念性问题 2. ARM7,ARM9,cortex-m3,cortex-m4,cortex-a8的区别 arm系列从arm11开始,以后的就命名为cortex,并且性能上大幅度提升。从cortex 开始,分为三个系列,a系列,r系列,m系列。m系列与arm7相似,不能跑操作系统(只能跑ucos2),偏向于控制方面,说白了就是一个高级的单片机。a系列主要应用在人机互动要求较高的场合,比如pda,手机,平板电脑等。a系列类似于cpu,与arm9和arm11相对应,都是可以跑草错系统的。linux等。r系列,是实时控制。主要应用在对实时性要求高的场合。arm7和m3,m4是同一类型。这三个里面,arm7是最早的arm产品。m3是cortex m系列的过渡品,其低端市场被cortex m0的高端替代,其高端市场又被cortex m4的低端取代。现在m系列,是m4内核的。典型的芯片是st公司和飞思卡尔公司的。arm9 和cortex a8 是一个类型的,都是跑操作系统的,现在的高端手机,三

哈尔滨工业大学嵌入式系统课程考试知识点整理

20XX年秋季嵌入式系统课程复习提纲 整理人:工大A02-6068寝FuriO .C Chapter 1 1、嵌入式系统的定义,嵌入式系统的体系结构,嵌入式系统的组成,嵌入式系 统的特点。 定义:以应用为中心,以计算机技术为基础,软硬件可以剪裁,适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、重量、功耗严格要求的专用计算机系统。简而言之,就是含有处理器的专用软硬件系统,具有自主信息处理能力。 体系结构:硬件层->中间层->操作系统层->应用层 硬件层:嵌入式处理器、储存器系统、中断控制器、定时/计时器、DMAC、UART、USB控制器、LCD控制器 中间层:板级支持包 操作系统层:嵌入式操作系统(文件子系统、图形子系统、网络子系统、其他应用模块) 应用层:用户应用程序 组成:嵌入式系统主要由嵌入式处理器、外围设备、嵌入式操作系统、用户应用软件系统四部分组成。 特点:嵌入专用、综合性强、设计高效、程序固化、需要独立开发系统、生命周期长、可靠性高、成本低、资源受限、功耗低。 2、嵌入式处理器的结构:哈佛结构Vs冯诺依曼结构。 哈佛结构:将程序指令和数据分开储存结构;存储器地址独立编址、独立访问;四总线制提高吞吐率(程序、数据分别有相对独立的数据和地址总线);取值与执行能力并行。 冯诺依曼结构:指令存储器与数据存储器一体化设计;指令地址和数据地址统一编制;高速运算时,存储传输通道有瓶颈。 3、信息存储中的大端模式,小端模式。ARM处理器支持哪种模式? 大端储存:低地址储存字数据的高字节。 小端储存:低地址储存字数据的低字节。 arm处理器支持这两种储存模式。 4、嵌入式处理器的分类及性能特点。 分类:嵌入式微控制器、嵌入式微处理器、嵌入式DSP处理器、嵌入式片上系统 ~微处理器:嵌入式处理器 保留和嵌入式应用紧密相关的功能硬件,去除其他的冗余功能部分,这样就以最低的功耗和资源实现嵌入式应用的特殊要求。和工业控制计算机相比,嵌入式微处理器具有体积小、重量轻、成本低、可靠性高的优点。 ~微控制器(单片机):和嵌入式微处理器相比,微控制器的最大特点是单片化,体积大大减小,从而使功耗和成本下降、可靠性提高。微控制器是目前嵌入式系统工业的主流。微控制器的片上外设资源一般比较丰富,适合于

嵌入式重点

第一章 IEEE对嵌入式系统的定义为: 嵌入式系统是“用于控制、监视或者辅助操作机器和设备的装置”(devices used to control、monitor、or assist the operation of equipment、machinery or plants) 这主要是从应用对象上加以定义,涵盖了软、硬件及辅助机械设备。 国内普遍认同的嵌入式系统定义为:以应用为中心、以计算机技术为基础、软硬件可裁剪、适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等严格要求的专用计算机系统。 嵌入式系统是“专用计算机应用系统”,它具有一般计算机组成的共性,也是由硬件和软件组成; 嵌入式系统的硬件是以嵌入式处理器为核心,配置必要的外围接口部件。嵌入式系统的硬件是嵌入式系统软件环境运行的基础,它提供了嵌入式系统软件运行的物理平台和通信接口;嵌入式操作系统和嵌入式应用软件则是整个系统的控制核心,控制整个系统运行、提供人机交互的信息等。 F嵌入式处理器可以分为三类: 2嵌入式微处理器(Microprocessor) F嵌入式微处理器的基础是通用计算机中的CPU,是嵌入式系统的核心。 在应用中,嵌入式微处理器具有体积小、重量轻、成本低、可靠性高的优点. 2嵌入式微控制器MCU(Microcontroller Unit) 2嵌入式DSP(Digital Signal Processor) 第二章 Cortex-M3和Cortex-M4属于真正的ARMv7-M架构,采用哈佛总线结构,具有高效的数字信号处理能力和低功耗、低成本和易于使用的优点。 处理器内核: pARMv7-M构架:Thumb-2 指令集(ISA)子集,包含所有基本的16位和32位Thumb-2指令 # 只有分组的SP堆栈指针 # 硬件除法指令,SDIV 和UDIV

ARM9嵌入式系统复习重点

ARM9嵌入式系统复习重点 1.1 嵌入式微处理器的分类(P13) 答:根据用途,微处理器分为:嵌入式微控制器,嵌入式微处理器(ARM系列,MIPS系列,PowerPC系列),嵌入式DSP处理器,嵌入式片上系统,双核和多核处理器; 1.2 嵌入式操作系统的特性 答:嵌入式操作系统便于移植,具有源代码开放、系统内核小、执行效率高、网络结构完整等特点,能够在短时间内支持更多的微处理器。 1.3 3级流水线与总线架构(P10) 2.1 ARM7 TDMI 命名(P24) 2.2 ARM的两种状态与7种工作模式 答:ARM微处理器的2种工作状态(P28): 32位ARM(操作数寄存器的状态位0)执行字方式指令, 16位Thumb(操作数寄存器的状态位为1)执行半子方式指令; ARM微处理器支持的7种运行模式为:(P27-28) 非特权模式:usr(用户模式); 特权模式:fiq(快速中断模式),irq(外部中断模式),svc(管理模式), Abt(数据访问终止模式),sys(系统模式),und(未定义指 令终止模式);

2.3 ARM常用几个寄存器功能(P29-31) 答:1)通用寄存器: 不分组寄存器(R0-R7 工作在所有处理器模式下,无隐含的特殊用途); 分组寄存器(R8-R14 R13用作堆栈指针SP, R14用作子程序链接寄存器LR); 程序计数器PC(R15); 2)程序状态寄存器CPSR (R16) 2.4 存储器格式(P36 图2.5.1) 答:大端存储(低字节存放在低地址); 小端存储(低字节存放在高地址); 例如,假设一个32位字长的微处理器上定义一个int类型的常量a,其内存地址位于0x6000处,其值用十六进制表示为0x23456789。如图1.2.2(a)所示,如果按小端法存储,则其最低字节数据0x89存放在内存低地址0x6000处,最高字节数据0x23存放在内存高地址0x6003处。如图1.2.2(b)所示, 如果按大端法存储,则其最高字节数据0x23存放在内存的低地址0x6000处,而最低字节数据0x89存放在内存的高地址0x6003处。 2.5寻址方式(P37) 答:9种基本寻址方式:寄存器寻址,立即寻址,寄存器移位寻址,寄存器间接寻址, 变址寻址,多寄存器寻址,堆栈寻址,块复制寻址,相对寻址; 2.6条件码标志(表格)(P40) 大多数“数值处理指令”可以选择是否影响条件代码标志位。通常如果指令带S后缀,则该指令的执行会影响条件代码标志;但有一些指令的执行总是会影响条件代码标志。 N、Z、C和V位都是条件代码标志。通过算术操作、逻辑操作、MSR或者LDM 指令可以对这些位进行设置。所有ARM指令都可按条件来执行,而Thumb指令中只有分支指令可按条件执行。N 运算结果的最高位反映在该标志位。对于有符号二进制补码,结果为负数时N=1,结果为正数或零时N=0;Z 指令结果为0时Z=1(通常表示比较结果“相等”),否则Z=0;C 当进行加法运算(包括CMN指令),并且最高位产生进位时C=1,否则C=0。当进行减法运算(包括CMP 指令),并且最高位产生借位时C=0,否则C=1。对于结合移位操作的非加法/减法指令,C为从最高位最后移出的值,其它指令C通常不变;V当进行加法/减法运算,并且发生有符号溢出时V=1,否则V=0,其它指令V通常不变。 2.7 指令集(LDR STR MOV ADD SUB)(P42-47) 2.8 中断号,中断向量,优先级(P33)

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