网硕互联帮助中心文章目录
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- 一、计算机指令集分类
- 二、ARM内核版本
- 三、ARM体系架构初了解
- 四、存储器架构
- 五、总线结构
- 六、典型的计算机主板
- 七、处理器修炼历程
- 八、SoC概念
- 九、汇编
- 十、开发ARM程序常用的集成开发环境
- 十一、面向应用的ARM最小系统
- 十二、RAM与ROM
- 十三、ARM体系架构
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- 处理器工作模式
- ARM 寄存器
- 程序状态寄存器
- 程序指针PC
- 十四、异常处理
一、计算机指令集分类
CISC:Complex Instruction Set Computer 复杂指令集（X86） 特点：指令功能多、芯片复杂、成本高、体积大、功耗高
RISC:Reduced Instruction Set Computer 精简指令集 特点：指令功能少、芯片简单、成本低、体积小、功耗低
ARM：设计RISC精简指令集架构CPU（分版本） 授权——>半导体公司
stm32f103：st意法半导体生产 arm公司的CPU
二、ARM内核版本
早期：ARM+数字 ARM7 ARM9 ARM11
按领域加上前缀区分：
Cortex-A：Application 应用领域
- Cortex-A7（IMX6ULL、STM32MP157）
- Cortex-A5（早期智能机 摩托罗拉）
- Cortex-A8（Samsung Gaxlay Note）
- Cortex-A9（Samsung Exnoy 4412）
- 。。。。。。
- Cortex-A725（玄戒O1）
Cortex-R：Real-TIme 实时性领域（汽车电子）
Cortex-M：MCU 单片机领域
- Cortex-M3（stm32f103）
- Cortex-M4（stm32f407、STM32MP157）
三、ARM体系架构初了解
ALU：算数逻辑单元，完成算数运算
通用寄存器（内核）：存放数据 （没有地址）一共16个（R0-R15）。
PC：programmer counter 程序计数器，指向当前程序正在执行指令的下一条指令。 三级流水线结构：pc取指令->译码器翻译指令->CPU执行指令（三者并行）
LR：Linked register 链接寄存器 保存函数返回地址
SP：stack pointer 栈指针寄存器，管理栈区空间
CPSR：current programmer status register 当前程序状态寄存器。程序运行到某一步时相关的状态（溢出、借位、进位）（特殊、异常状态）。
SPSR：save programmer status ragister 保存/备份程序状态寄存器 保存当异常（中断）发生时cpsr寄存器中的值。
MMU：memory management unit 内存管理单元：将程序中的虚拟地址转换为物理地址。 
四、存储器架构
存储器是用来存放程序和数据的部件，它是一个记忆装置，也是计算机能够实现“存储程序控制”的基础。
冯诺依曼架构：数据和指令共享一块存储空间; 哈弗架构：数据和指令拥有独立的存储空间. 
高速缓冲存储器（Cache）：CPU可以直接访问，用来存放当前正在执 行的程序中的活跃部分，以便快速地向CPU提供指令和数据。 
五、总线结构
单总线：内核和外设之间通过一组线连接通信；
双总线（多总线）： 速度快的外设——>内核：AHB总线：Advanced High Bus 先进高速总线（USB、网卡、RAM） 速度慢的外设——>内核：APB总线：Advanced Peripheral Bus 先进外设总线（GPIO、UART、TIMER）
六、典型的计算机主板
七、处理器修炼历程
八、SoC概念
九、汇编
处理器的编码是一串数字，比较难记，因此开发出了助记符号来降低开发难度提高效率，因此产生了汇编语言，又由于汇编语言的结构不是很清晰，因此人们采用了汇编语言来产生较高层次的语言（如Ｃ语言）。
编译的定义： 编译是从源代码（通常为高级语言）到能直接被计算机或虚拟机执行的目标代码（通常为低级语言或机器语言）的翻译过程。
编译器：用于编译的软件为编译器。
编译的四个步骤： 
交叉编译：在一个平台编写编译程序，在另一个平台运行程序。 
十、开发ARM程序常用的集成开发环境
十一、面向应用的ARM最小系统
最小系统：能系统能够正常工作的最少器件构成的系统。 
十二、RAM与ROM
十三、ARM体系架构
处理器工作模式
ARM有7个基本工作模式：
User：非特权模式，大部分任务执行在这种模式； FIQ：当一个高优先级（fast）中断产生时将会进入这种模式； IRQ：当一个低优先级（normal）中断产生时将会进入这种模式； Supervisor（svc模式：默认模式）：当复位或软中断指令执行时将会进入这种模式； Abort：当存取异常时会进入这种模式； Undef：当执行到未定义指令时会进入这种模式； System：使用和User模式相同寄存器集的特权模式；
Cortex-A特有模式：
HYP模式：在线调试； Monitor：是为了安全而扩展出的用于执行安全监控代码的模式；也是特权模式。
注意：除去黑色的其他不同颜色代表当前模式独有的寄存器。
ARM 寄存器
ARM有37个32-Bits长的寄存器. 1 个用作PC( program counter) 1个用作CPSR(current program status register) 5个用SPSR(saved program status registers) 30个通用寄存器
Cortex体系结构下有40个32-Bits长的寄存器 Cortex-A多出3个寄存器，Monitor模式r13_mon,r14_mon,spsr_mon当前处理器的模式决定着哪组寄存器可操作.任何模式都可以存取.
程序状态寄存器
程序指针PC
十四、异常处理
中断向量表：本质是一个数组，数组中存放的是中断服务函数的入口地址； 异常向量表：本质是一个数组，数组中存放的是跳转到异常服务函数的指令。
tips： 1)说出ARM可以工作的模式名字。 2)ARM核有多少个寄存器? 3)什么寄存器用于存储PC和LR寄存器? 4)R13通常用来存储什么? 5)哪种模式使用的寄存器最少? 6)在Thumb指令集中，哪些寄存器处于Low group? 7)CPSR的哪一位反映了处理器的状态? 8)所有的Thumb指令采取什么对齐方式? 9)ARM有哪几个异常类型。 10)为什么FIQ的服务程序地址要位于0X1C? 11)在复位后，ARM处理器处于何种模式、何种状态?
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