[嵌入式]arm基本知识

计算机的基本组成：

1. cpu
2. 存储设备

???寄存器

???cache

???内存

???外存

从下往上：速度越来越快，容量越来越小，价格越来越高

回忆一下：volatile（易变的） ?防止编译器优化

int a = 10；

编译器优化：a就会在cache中有备份，cpu每次操作都从cache中取a的值

编译器不优化：a只会在内存中，cpu要取a的值只能到内存中拿

??

but：a的值如果经常变化，此时的变化是内存中发生了变化，cache中并没有发生改变，cache里使用的还是a最初的那个值，没有实时更新

解决方法：volatile int a = 10；

1. 输入输出设备
2. 总线（bus）

识别原理图：

电阻：限流

电容：滤波

NorFlash：可以直接运行程序，而且不需要初始化

NandFlash：需要初始化，不能直接运行程序，需要和内存配合使用

1. ARM的体系结构

3.1什么是ARM

指令集：

RISC ?精简指令集，指令简单且少，cpu设计相对简单，电路也少，功耗低，成本低

CISC 复杂指令集，指令很多，cpu设计负载，功耗较高，成本较高

三层含义：1、一类处理器的统称 ?2、一个公司的名称 ?3、代表了一种技术

RISC的全称是"精简指令集计算机"（reduced instruction set computer），它支持的指令比较简单，所以功耗小、价格便宜，特别合适移动设备。

3.2ARM公司的商业模式

不生产和销售芯片，只设计芯片，然后将设计版权授权给一些生产和销售芯片的厂商

3.3ARM的芯片型号

我们上课用的处理器型号是samsung的exynos4412，core的型号是cortex-A9，体系架构是armv7

ARM的体系架构型号：ARMv1 ??ARMV2 ?.... ARMV7 ?ARMV8 ?比如：设计一栋楼的框架

ARM core的型号：ARM1 ?ARM2......ARM11 ?Cortex-A ?Cortex-R ?Cortex-M ?比如：在楼的框架的基础上设计了管道

芯片（Soc）型号：生产厂商起的名字 ?比如：开发商将楼盖好之后，给楼起个名字

注意：不同的处理器架构，它的指令集是不一样的

ARMv7、arm11之后，arm core的命名方式发生了改变

cortex-A：应用级处理器 ?比如：手机、平板。。。 ?linux系统

cortex-M：控制 ?单片机方向

cortex-R：实时处理器 ?RTOS

Soc：system on chip ?--- 一个芯片就好比一个系统

3.4ARM体系结构

?ARM 有8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 :当复位或软中断指令执行时将会进入这种模式

Abort : 当存取异常时将会进入这种模式

Undef : 当执行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：

Monitor : 是为了安全而扩展出的用于执行安全监控代码的模式；

一共有40个寄存器，如果不算monitor模式，一共有37个寄存器

其中：r0-r12就是普通的通用寄存器

r13：sp ?指向栈顶的指针

r14：lr ?保存返回地址

r15：pc ?程序计数器 ?反应出来程序的运行位置

cpsr：程序状态寄存器

spsr：保存程序状态寄存器

1. 搭建环境

参考环境搭建.c

作业：

1) 说出ARM可以工作的模式名字。

2) ARM核有多少个寄存器？

3)PC和LR寄存器的别名？

4) R13别名是什么？

5) 哪种模式使用的寄存器最少？

6) CPSR的哪 2 位反映了处理器的状态？

7) ARM有哪几个异常源。

8) ARM有哪几种异常模式。

9) 在复位后，ARM处理器处于何种模式、何种状态？ ?

???

???

搭建环境，测试