ARM
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ARM系列微處理器簡介之：ARM體系結(jié)構(gòu)的命名規(guī)則
ARM體系結(jié)構(gòu)是CPU產(chǎn)品所使用的一種體系結(jié)構(gòu)，ARM公司開發(fā)了一套擁有知識產(chǎn)權(quán)的RISC體系結(jié)構(gòu)的指令集。每個(gè)ARM處理器都有一個(gè)特定的指令集架構(gòu)，而一個(gè)特定的指令集架構(gòu)又可以由多種處理器實(shí)現(xiàn)。
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ARM系列微處理器簡介之：初識ARM系列處理器
ARM處理器當(dāng)前有6個(gè)產(chǎn)品系列：ARM7、ARM9、ARM9E、ARM10E、ARM11和SecurCore，其中ARM11為最近推出的產(chǎn)品。進(jìn)一步的產(chǎn)品來自于合作伙伴，例如Intel Xscale ARM7、ARM9、ARM9E、ARM10E是4個(gè)通用處理器系列。每個(gè)系列提供一套特定的性能來滿足設(shè)計(jì)者對功耗、性能、體積的需求。
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ARM系列微處理器簡介之：ARM芯片的特點(diǎn)與選型
表1.3顯示了ARM7、ARM9、ARM10及ARM11內(nèi)核之間屬性的比較。有些屬性依賴于生產(chǎn)過程和工藝，具體芯片需參閱其芯片手冊。
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ARM體系結(jié)構(gòu)之：流水線
并不是所有的指令都需要上述每一個(gè)步驟，但是，多數(shù)指令需要其中的多個(gè)步驟。這些步驟往往使用不同的硬件功能，例如，ALU可能只在第4步中用到。因此，如果一條指令不是在前一條指令結(jié)束之前就開始，那么在每一步驟內(nèi)處理器只有少部分的硬件在使用。
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ARM系列微處理器簡介之： ARM系列處理器的應(yīng)用領(lǐng)域
ARM7系列處理器主要應(yīng)用于下面一些場合：個(gè)人音頻設(shè)備（MP3播放器、WMA播放器、AAC播放器）； 接入級的無線設(shè)備；噴墨打印機(jī)；數(shù)碼照相機(jī)
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ARM體系結(jié)構(gòu)之：ARM體系結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)
ARM內(nèi)核采用精簡指令集結(jié)構(gòu)（RISC，Reduced Instruction Set Computer）體系結(jié)構(gòu)。RISC技術(shù)產(chǎn)生于上世紀(jì)70年代。其目標(biāo)是設(shè)計(jì)出一套能在高時(shí)鐘頻率下單周期執(zhí)行、簡單而有效的指令集，RISC的設(shè)計(jì)重點(diǎn)在于降低硬件執(zhí)行指令的復(fù)雜度，這是因?yàn)檐浖扔布菀滋峁└蟮撵`活性和更高的智能。
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ARM指令尋址方式之： 內(nèi)存訪問指令尋址
根據(jù)內(nèi)存訪問指令的分類，內(nèi)存訪問指令的尋址方式可以分為以下幾種。 ① 字及無符號字節(jié)的Load/Store指令的尋址方式。 ② 雜類Load/Store指令的尋址方式。 ③ 批量Load/Store指令的尋址方式。 ④ 協(xié)處理器Load/Store指令的尋址方式。
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ARM體系結(jié)構(gòu)之：ARM存儲器
ARM處理器內(nèi)核廣泛應(yīng)用于嵌入式系統(tǒng)和其他行業(yè)應(yīng)用中。為了適應(yīng)不同系統(tǒng)的需要，ARM采用了靈活多樣的存儲管理體系。從平板式內(nèi)存映射到靈活方便的MMU內(nèi)存管理單元，用戶可以根據(jù)自己的需要使用不同的存儲管理策略。
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ARM體系結(jié)構(gòu)之：I/O管理
ARM系統(tǒng)完成I/O功能的標(biāo)準(zhǔn)方法是使用存儲器映射I/O。這種方法使用特定的存儲器地址。當(dāng)從這些地址加載或向這些地址存儲時(shí)，它們提供I/O功能。某些ARM系統(tǒng)也可能有直接存儲器訪問（DMA，Direct Memory Access）硬件。
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數(shù)據(jù)傳送指令之：單寄存器的Load/Store指令
Load/Store內(nèi)存訪問指令在ARM寄存器和存儲器之間傳送數(shù)據(jù)。ARM指令中有3種基本的數(shù)據(jù)傳送指令。
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ARM微處理器的編程模型之：異常中斷處理
異常或中斷是用戶程序中最基本的一種執(zhí)行流程和形態(tài)。這部分主要對ARM架構(gòu)下的異常中斷做詳細(xì)說明。
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ARM體系結(jié)構(gòu)之：ARM開發(fā)調(diào)試方法
用戶選用ARM處理器開發(fā)嵌入式系統(tǒng)時(shí)，選擇合適的開發(fā)工具可以加快開發(fā)進(jìn)度，節(jié)省開發(fā)成本。因此一套含有編輯軟件、編譯軟件、匯編軟件、鏈接軟件、調(diào)試軟件、工程管理及函數(shù)庫的集成開發(fā)環(huán)境（IDE）一般來說是必不可少的，如ARM公司的RealView開發(fā)環(huán)境。
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ARM微處理器的編程模型之：數(shù)據(jù)類型
ARM采用的是32位架構(gòu)，ARM的基本數(shù)據(jù)類型有以下3種。 Byte：字節(jié)，8bit。Halfword：半字，16bit。 Word：字，32bit。
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ARM指令尋址方式之： 數(shù)據(jù)處理指令的尋址方式
數(shù)據(jù)處理指令是在算術(shù)邏輯單元ALU中完成。ARM處理器一個(gè)顯著特征就是可以在操作數(shù)進(jìn)入ALU之前，對操作數(shù)進(jìn)行指定位數(shù)的左移或右移操作。這種功能明顯增強(qiáng)了數(shù)據(jù)處理操作的靈活性。
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ARM微處理器的編程模型之：處理器工作模式
大多數(shù)的用戶程序運(yùn)行在用戶模式下。當(dāng)處理器工作在用戶模式時(shí)，應(yīng)用程序不能夠訪問受操作系統(tǒng)保護(hù)的一些系統(tǒng)資源，應(yīng)用程序也不能直接進(jìn)行處理器模式切換。當(dāng)需要進(jìn)行處理器模式切換時(shí)，應(yīng)用程序可以產(chǎn)生異常處理，在異常處理過程中進(jìn)行處理器模式切換。這種體系結(jié)構(gòu)可以使操作系統(tǒng)控制整個(gè)系統(tǒng)資源的使用。
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ARM微處理器的編程模型之：ARM寄存器組織
ARM處理器共有7種不同的處理器模式，在每一種處理器模式中有一組相應(yīng)的寄存器組。表3.2顯示了ARM的寄存器組織概要。
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數(shù)據(jù)傳送指令之：多寄存器Load/Store內(nèi)存訪問指令
多寄存器Load/Store內(nèi)存訪問指令也叫批量加載/存儲指令，它可以實(shí)現(xiàn)在一組寄存器和一塊連續(xù)的內(nèi)存單元之間傳送數(shù)據(jù)。LDM用于加載多個(gè)寄存器，STM用于存儲多個(gè)寄存器。多寄存器Load/Store內(nèi)存訪問指令允許一條指令傳送16個(gè)寄存器的任何子集或所有寄存器。
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數(shù)據(jù)傳送指令之：MOV指令
MOV指令是最簡單的ARM指令，執(zhí)行的結(jié)果就是把一個(gè)數(shù)N送到目標(biāo)寄存器Rd，其中N可以是寄存器，也可以是立即數(shù)。
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數(shù)據(jù)傳送指令之：MVN指令
MVN是反相傳送（Move Negative）指令。它將操作數(shù)的反碼傳送到目的寄存器。MVN指令多用于向寄存器傳送一個(gè)負(fù)數(shù)或生成位掩碼。
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數(shù)據(jù)傳送指令之：單數(shù)據(jù)交換指令
交換指令是load/store指令的一種特例，它把一個(gè)寄存器單元的內(nèi)容與寄存器內(nèi)容交換。交換指令是一個(gè)原子操作（atomic operation），也就是說，在連續(xù)的總線操作中讀/寫一個(gè)存儲單元，在操作期間阻止其他任何指令對該存儲單元的讀/寫。
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