32位嵌入式微处理器ARM1

ARM、8051、AVR、MSP430、DSP、FPGA六种体系比较区别1.前言嵌入式系统最大特征是“嵌入”二字，也就是说你的控制系统是嵌入于你的控制对象之中，所以首先是服从于对象的需求和特征，脱离对象空论谁好谁坏有何依据？学习单片机无所谓选那款，关键在于你能否掌握其本质，快速的触类旁通，你的产品是否成功就在于你能否最佳的选择好符合嵌入对象特征的MCU。

2.ARM Vs 80511.8051是8位的 ARM是32的2.速度：.ARM的主频可以达到700M而8051超过50M就很了不起了3.ARM运算处理能力强，8051侧重处理逻辑运算，算术浮点运行比较差。

4.ARM的硬件资源丰富，8051硬件资源比较单一和简单。

5.ARM的FLASH和RAM超大，8051太小，干不了大活。

3.ARM Vs AVR（低功耗）ARM是IP核，可供各大芯片商集成到各自的设计中，好比是软件语言中的C++，如果你想换一家厂商或者某家的货太贵，都会有其它的厂商来竞争，至少从理论上，你不会被一家厂商套住。

AVR这方面就差点，ATMEL一家，别无分号。

你只能在他的系列中选一个型号，无法选厂家。

好比是软件语言中的Java，虽然现在免费（指Java的SDK，不是AVR）或价格低，但市场前景更多的掌握在厂商手中。

功能方面，ARM大大优于AVR，ARM可以做PDA,手机，AVR显然不行，最糟糕的是ARM上可以跑Linux，Linux可以做多少事啊，虽说国内实际在ARM平台上跑出Linux而又愿意公开技术的人几乎没有（我正在努力朝这个方向发展），但前途绝对是光明的。

功能上的优势意味着ARM比AVR有着更广的应用范围4.ARM Vs MSP430MSP430会向着专用，更低电压，更低功耗的方向发展，不求功能大而全。

应该会有更多的型号出现以供不同场合的测量使用。

430的编程方法是在低功耗模式与任务之间切换来降低系统功耗，满足便携和节能的要求。

第一章思考与练习 1、举出3个书本中未提到的嵌入式系统的例子。

答:红绿灯控制,数字空调,机顶盒 2、什么叫嵌入式系统嵌入式系统：以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪、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。

3、什么叫嵌入式处理器？嵌入式处理器分为哪几类？嵌入式处理器是为完成特殊的应用而设计的特殊目的的处理器。

嵌入式微处理器(Embedded Microprocessor Unit, EMPU 嵌入式微控制器(Microcontroller Unit, MCU 嵌入式DSP 处理器(Embedded Digital Signal Processor, EDSP 嵌入式片上系统(System On Chip 4、什么是嵌入式操作系统？为何要使用嵌入式操作系统？是一段在嵌入式系统启动后首先执行的背景程序，首先，嵌入式实时操作系统提高了系统的可靠性。

其次，提高了开发效率，缩短了开发周期。

再次，嵌入式实时操作系统充分发挥了 32 位 CPU 的多任务潜力。

第二章 1、嵌入式系统项目开发的生命周期分哪几个阶段？各自的具体任务是什么？项目的生命周期一般分为识别需求、提出解决方案、执行项目和结束项目4 个阶段。

识别需求阶段的主要任务是确认需求，分析投资收益比，研究项目的可行性，分析厂商所应具备的条件。

提出解决方案阶段由各厂商向客户提交标书、介绍解决方案。

执行项目阶段细化目标，制定工作计划，协调人力和其他资源；定期监控进展，分析项目偏差，采取必要措施以实现目标。

结束项目阶段主要包括移交工作成果，帮助客户实现商务目标；系统交接给维护人员；结清各种款项。

2、为何要进行风险分析？嵌入式项目主要有哪些方面的风险？在一个项目中，有许多的因素会影响到项目进行，因此在项目进行的初期，在客户和开发团队都还未投入大量资源之前，风险的评估可以用来预估项目进行可能会遭遇的难题。

需求风险；时间风险；资金风险；项目管理风险 3、何谓系统规范？制定系统规范的目的是什么？规格制定阶段的目的在于将客户的需求，由模糊的描述，转换成有意义的量化数据。

填空题1、ARM微处理器有7种工作模式它们分为两类非特权模式、特权模式。

其中用户模式属于非特权模式2、ARM支持两个指令集，ARM核因运行的指令集不同，分别有两个状态ARM、Thumb，状态存放器CPSR的T位反映了处理器运行不同指令的当前状态3、ARM核有多个存放器，其局部用于通用存放器，有小局部作为专用存放器，R15存放器用于存储PC，R13通常用来存储SP。

ARM处理器有两种总线架构，数据和指令使用同一接口的是诺依曼，数据和收指令分开使用不同接口的是哈佛构造4、ARM微处理器复位后PC的地址通常是0*0初始的工作模式是Supervisor。

5、ARM微处理器支持虚拟存它是通过系统控制协处理器CP15和MMU存储管理部件来进展虚拟存的存储和管理。

当系统发生数据异常和指令领取异常时异常处理程序透过嵌入式操作系统的存管理机制通过MMU交换物理存和虚拟存的页面以保证程序正常执行。

6、编译代码时有两种存储代码和数据的字节顺序一种是小端对齐另一种是大端对齐。

7、构建嵌入式系统开发环境的工具链有多种其中开放源码的工具链是GNU工具链ARM公司提供的工具链是ADS工具链计算机有CISC和RISC两种类型以ARM微处理器为核心的计算机属于RISC 类型其指令长度是定长的9.一般而言嵌入式系统的构架可以分为4个局部分别是处理器、存储器、输入/输出和软件一般软件亦分为操作系统相关和应用软件两个主要局部。

10、根据嵌入式系统使用的微处理器可以将嵌入式系统分为嵌入式微控制器、嵌入式DSP 处理器、嵌入式微处理器以及片上系统。

11、操作系统是联接硬件与应用程序的系统程序,其根本功能有进程管理、进程间通信、存管理、I/O资源管理。

12、从嵌入式操作系统特点可以将嵌入式操作系统分为实时操作系统和分时操作系统其中实时系统亦可分为硬实时系统和软实时系统。

13、核负责管理各个任务或者为每个任务分配CPU时间并且负责任务之间的通信，核的根本效劳是任务切换。

什么是ARM?什么是嵌入式系统？发布时间: 2008-11-19 来源:电力～电子设计网站作者: kapor 浏览: 2677随着ARM处理器的流行，为了使更多工程师了解ARM傅立叶撰写了系列开发文章，主要解决什么是ARM,ARM在产品项目中的开发流程，LINUX,WINCE,VXWORKS等操作系统在ARM处理器上的应用等内容。

希望对初学者有所帮助。

第一篇、嵌入式系统和ARM开发（傅立叶电子科技ARM技术研发部710065）1．嵌入式系统概述应该肯定地讲我们每一位都已经使用过嵌入式系统有关的产品，嵌入式系统已经深入到我们生活的每一个角落。

他所涉及的领域广泛到我们的想象力能及的任何地方。

嵌入式系统是相对桌面系统来讲的，凡是带有微处理器的专用软硬件系统都可以称为嵌入式系统。

作为系统核心的微处理器又包括三类：微控制器(MCU)、数字信号处理器(DSP)、嵌入式微处理器(MPU)。

嵌入式比较准确一个定义如下：系统以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪、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。

嵌入式系统的应用和组成嵌入式系统就是可精简计算机系统，现在一个ARM7的处理器比一个486还要快，可以挂很多设备并且价格很低。

嵌入式技术目的就是在不适宜用工控机的场合替代pc系统，而对于很多场合工控机的很多功能没有用处而用户必须要付出成本，嵌入式系统解决了这个问题，兼顾功能而又节省成本把不需要的设备裁减掉。

嵌入式系统无处不在，他的核心是处理器。

包括单片机也是嵌入式处理器的一种，在实际应用中不同等级的处理器应用方向也不同。

嵌入式微处理器的应用对比表：为什么要用位处理器？随着电子设备日新月异的发展，电子设备功能越来越完备，无论军品、工业品还是民品设计理念都越来越人性化。

很简单的讲，您家里空调、电视、DVD每样设备都单独使用一台遥控器，我们是否能够把他们几合一呢？岂不是更加方便？管理这么一堆设备从软件上来讲肯定是复杂的多了，从硬件方面当然也需要功能更加强大、功耗极低、价格更廉价的处理器来支持，32位的ARM处理器能够轻松完成以上需求。

ARM微处理器 S3C2410的简介1.1 ARM微处理器的介绍1）ARM微处理器的工作状态和工作模式从编程的角度看，ARM微处理器的工作状态有两种，可在两种状态之间切换：第一种为ARM状态，此时处理器执行32位的字对齐的ARM指令；第二种为Thumb状态，此时处理器执行16位的、半字对齐的Thumb指令。

2）ARM微处理器支持7种运行模式，分别为：用户模式（USR）：ARM处理器正常程序执行的模式。

快速中断模式（ FIQ ）：用于高速数据传输或通道处理用于快速中断服务程序。

当处理器的快速中断请求引脚有效，且CPSR（6位）中F位为0时（开中断），会产生FIQ异常。

外部中断模式（ IRQ ）：用于通用的中断处理，当处理器的外部中断请求引脚有效，且CPSR（7位）中I位为0时（开中断），会产生IRQ异常。

系统的外设可通过该异常请求中服务。

特权模式或管理员模式（SVE）：操作系统使用的保护。

执行软件中断SWI 指令和复位指令时，就进入管理模式，在对操作系统运行时工作在该模式下。

1.2 S3C2410微处理器1.2.1 概述S3C2410是韩国三星公司的一款基于ARM920T内核的16/32位RISC嵌入式微处理器，主要面向手持设备以及高性价比，低功耗的应用。

运行的频率可以达到203MHz。

ARM920T核由ARM9TDMI，存储管理单元（MMU）和高速缓存三部分组成。

其中MMU可以管理虚拟内存，高速缓存由独立的16KB地址和16KB数据高速Cache 组成。

ARM920T有两个协处理器：CP14和CP15。

CP14用于调试控制，CP15用于存储系统控制以及测试控制。

ARM920T体系结构框图图2-1 ARM920T体系结构框图1.2.2 S3C2410微处理器的结构S3C2410内部结构原理内部原理框图如下：图2-2S3C2410内部结构原理ARM 微处理器中共定义了37个编程可见寄存器，每个寄存器的长度均为32位。

ARM Cortex-M0+是一种基于ARMv6-M架构的32位微控制器，用于低功耗、成本敏感和资源受限的嵌入式系统。

它具有低功耗、高能效、高稳定性等特点，因此被广泛应用于各种嵌入式设备，如传感器、智能家居、智能手表、智能穿戴设备等。

以下是ARM Cortex-M0+嵌入式系统原理及应用的主要内容：1. 架构ARM Cortex-M0+处理器采用了精简指令集（RISC）架构，其指令集更小、更简单，因此可以实现更高的执行效率和更低的功耗。

它拥有32位数据总线和地址总线，支持32位数据操作和地址访问。

此外，Cortex-M0+还包含了内置的调试和跟踪机制，便于开发者进行调试和优化。

2. 特性Cortex-M0+的特点包括：低功耗、高能效、低成本、高性能和可靠性。

它具有多种功耗模式，支持动态电压调节和时钟门控等功能，可以在低功耗状态下运行，并且具有快速唤醒和响应的能力。

此外，Cortex-M0+还支持快速中断响应和多种外设接口，如GPIO、SPI、I2C、USART等。

3. 应用Cortex-M0+广泛应用于各种低功耗、小型、成本敏感和资源受限的嵌入式系统，包括传感器、智能家居、智能手表、智能穿戴设备、医疗设备、安防设备等。

以智能家居为例，Cortex-M0+可以用于控制家庭电器、监测环境温度、湿度、光线等参数，并将数据传输到云端进行分析和处理。

在医疗设备中，Cortex-M0+可以用于监测心率、血压、血糖等生命体征，并将数据传输到医疗机构进行分析和诊断。

总之，ARM Cortex-M0+是一种高性价比、低功耗、高效能的微控制器，可以广泛应用于各种嵌入式系统。

它的特点和优势使得它成为了许多嵌入式设备的首选芯片。

嵌入式微处理器分类：根据微处理器的字长宽度：微处理器可分为4位、8位、16位、32位、64位。

一般把16位及以下的称为嵌入式微控制器，32位以上的称为嵌入式微处理器。

根据微处理器系统集成度，可划分为两类：一般用途的微处理器，即微处理器内部仅包含单纯的中央处理单元；单芯片微控制器，即将CPU、Rom、RAM及I/O等部分集成到同一个芯片上。

根据嵌入式微处理器的用途：可分为以下几类：1、嵌入式微控制器（MCU），又称为单片机。

微控制器的片上外设资源通常比较丰富，适合于控制，因此称为微控制器。

微控制器芯片内部集成有ROM/EPROM、RAM、总线、总线逻辑、定时/计数器、看门狗、I/O、串行口、脉宽调制输出（PWM）、A/D、D/A、Flash、EEPROM等各种必要功能和外设。

微控制器的最大特点是单片化，功耗成本低，可靠性高。

常用的有8051、MCS系列、C540、MSP430系列等，目前，微控制器占嵌入式系统的约70%的市场份额。

2、嵌入式微处理器（EMPU）。

由通用计算机中的CPU发展而来，主要特点是具有32位以上的处理器，具有比较高的性能，价格也较高。

与计算机CPU不同的是，在实际嵌入式应用中，只保留和嵌入式应用紧密相关的功能硬件，去除其它的冗余功能部分，因此其体积小、重量轻、功耗低、成本低及可靠性高。

通常嵌入式微处理器把CPU、ROM、RAM及I/O等元件做到同一个芯片上，也称为单板计算机。

目前，主要的嵌入式微处理器有ARM、MIPS、POWER PC和基于X86的386EX等。

特点：嵌入式微处理器与通用CPU最大的不同在于嵌入式微处理器大多工作在为特定用户群所专用设计的系统中，它将通用CPU许多由板卡完成的任务集成在芯片内部，从而有利于嵌入式系统在设计时趋于小型化，同时还具有很高的效率和可靠性。

嵌入式微处理器的体系结构可以采用冯·诺依曼体系或哈佛体系结构；指令系统可以选用精简指令系统（Reduced Instruction Set Computer，RISC）和复杂指令系统CISC（Complex Instruction Set Computer，CISC）。

简单的说，嵌入式是嵌入式系统的简称，所谓嵌入式系统是指嵌入到应用对象中的专用计算机系统。

这里的对象就是指产品，比如日常使用的冰箱、空调、洗衣机，或者手机、游戏机等。

这些产品中都有计算机系统，这类计算机系统就是嵌入式计算机系统。

至于单片机、ARM、FPGA、DSP等都是实现嵌入式系统的硬件平台。

根据对象体系的功能复杂性和计算处理复杂性，提供的不同选择。

对于简单的家电控制嵌入式系统，采用简单的8位单片机就足够了，价廉物美，对于手机和游戏机等，就必须采用32位的ARM和DSP等芯片了。

FPGA是一种更偏向硬件的实现方式。

所以要学习嵌入式，要从单片机开始，然后学习ARM和DSP之类我个人认为你说的刚好相反。

不是别的，FPGA就是自己构建硬件电路，而DSP有内嵌的硬件乘法模块。

单片机应该是偏软的，比如说吧, 现在基本上可以完全用高级语言（如C）来编写单片机程序，而DSP 确还是要用到汇编。

你要知道，汇编可以说就是硬件语言。

呵呵，希望对你有用————ARM、FPGA和DSP的特点和区别是什么?发布时间：2009-5-8 14:25 发布者：ARM 阅读次数：833 DSP（digital singnal processor）是一种独特的微处理器，有自己的完整指令系统，是以数字信号来处理大量信息的器件。

一个数字信号处理器在一块不大的芯片内包括有控制单元、运算单元、各种寄存器以及一定数量的存储单元等等，在其外围还可以连接若干存储器，并可以与一定数量的外部设备互相通信，有软、硬件的全面功能，本身就是一个微型计算机。

DSP采用的是哈佛设计，即数据总线和地址总线分开，使程序和数据分别存储在两个分开的空间，允许取指令和执行指令完全重叠。

也就是说在执行上一条指令的同时就可取出下一条指令，并进行译码，这大大的提高了微处理器的速度。

另外还允许在程序空间和数据空间之间进行传输，因为增加了器件的灵活性。

其工作原理是接收模拟信号，转换为0或1的数字信号，再对数字信号进行修改、删除、强化，并在其他系统芯片中把数字数据解译回模拟数据或实际环境格式。

嵌入式系统（STM32微控制器）实训指导书意法半导体公司的STM32微控制器具有32位字长的CPU，使用精简指令系统（RISC）。

精简指令系统的指令字长固定，译码方便，相对于复杂指令系统（CISC），精简指令系统的处理效率更高。

具有32位字长CPU的STM32系列微控制器的处理能力远高于8位和16位单片机，同时集成了与32位CPU相适应的强大外设（如双通道ADC、多功能定时器、7通道DMA、SPI等），能够完成过去一般单片机所无法达到控制功能。

现在，已经形成了以8位单片机为主流的低端产品和以32位微控制器为主流的高端产品两大市场。

对于自动化领域的从业人员，了解32位微控制器的结构、特点，掌握其使用方法，是很有必要的。

一、关于学习方法此前，我们已经学习过《C语言程序设计》、《微机原理》、《单片机原理及应用》等相关课程。

这些课程的学习是系统的、完整的、全面的，是有老师讲授的。

这种学习方法，适合在学校学习一些重要的基础理论课程。

在工作中，我们常常会遇到新的东西，需要以已有的知识作为基础，去解决问题、完成任务。

这就需要不同于前述的另一种学习方法。

这种方法是建立在自学基础上的，以解决实际问题为目的，允许通过局部的、模仿性的手段，来实现既定目标。

这种方法在工程实践中的应用是非常普遍的。

“白猫黑猫，能抓住老鼠就是好猫”。

能解决问题的方法就是好方法。

本次实训采取的方法是：将参考资料发给同学，同学自学其中需要的部分。

在指导教师引导下，体验各个控制项目、理解各组成部分，再以原控制软件为基础进行修改和移植，获得要达到的控制效果。

在本次实训中，我们使用的微控制器型号为STM32F103RB。

STM32F103RB是STM32微控制器系列中的一种，内部具有128KB程序存储器、20KB随机读写存储器、1个16位高级定时器、3个16位通用定时器、2个SPI、2个I2C、3个USART、1个USB、1个CAN、2个ADC。

芯片为64引脚LQFP封装，有51个I/O引脚。

arm体系结构特点
ARM 体系结构是一种广泛使用的 32 位微处理器体系结构，具有以下特点：
1. 简单的指令集：ARM 指令集是一种 RISC（精简指令集计算机）指令集，它具有固定长度的指令和简单的指令格式。

这种简单的指令集可以提高指令的执行速度和效率，同时也可以减少指令的解码时间。

2. 高效的流水线：ARM 体系结构采用了高效的流水线技术，可以在一个时钟周期内执行多条指令。

这种流水线技术可以提高指令的执行速度和效率，从而提高处理器的性能。

3. 低功耗设计：ARM 体系结构采用了低功耗设计，可以在不影响性能的情况下降低处理器的功耗。

这种低功耗设计对于移动设备和嵌入式系统非常重要，可以延长设备的电池寿命。

4. 可扩展性：ARM 体系结构具有很好的可扩展性，可以通过增加更多的寄存器和指令来扩展处理器的功能。

这种可扩展性可以满足不同应用的需求，例如多媒体处理、网络通信等。

5. 支持Thumb 指令集：ARM 体系结构还支持 Thumb 指令集，这是一种 16 位的指令集。

Thumb 指令集可以在不损失性能的情况下减少代码的大小，从而节省存储空间。

6. 强大的异常处理机制：ARM 体系结构具有强大的异常处理机制，可以处理各种硬件和软件异常。

这种异常处理机制可以提高系统的可靠性和稳定性。

总之，ARM 体系结构具有简单的指令集、高效的流水线、低功耗设计、可扩展性、支持Thumb 指令集和强大的异常处理机制等特点，这些特点使得 ARM 体系结构成为了移动设备和嵌入式系统领域的主流处理器体系结构。

arm 的具体含义是什么？
1、ARM 既可以认为是一个公司的名字，也可以认为是对一类微处理器的通称，还可以认为是一种技术的名字。

2、ARM 公司是专门从事基于RISC 技术芯片设计开发的公司，作为知识产权供应商，本身不直接从事芯片生产，而是转让设计许可，由合作公司生产各具特色的芯片。

3、ARM 处理器的内核是统一的，由ARM 公司提供，而片内部件则是多样的，由各大半导体公司设计，这使得ARM 设计嵌入式系统的时候，可以基于同样的核心，使用不同的片内外设，从而具有很大的优势。

知识小结：
1、ARM 微处理器的运行模式可以分为用户模式和特权模式，也可以根据是否有异常发生来进行分类，队去用户模式和系统模式以外的5 钟模式称为异常模式。