ARM是一家什么公司，它跟其它关联的公司是什么关系？何为三级流水？指令集的什么特点使之有条件实现三级流水？51单片机也能实现吗？哪些寄存器是在各种模式下通用的，哪些是专用的，各有何用途？何为异常向量表？当系统运行在用户模式下发生IRQ中断异常时，进入异常和退出异常，分别进行了哪些操作？指令按对齐方式存储有何意义？32位的地址线按字节存储有大的存储空间？半字呢？字呢？为什么？

ARM是一家英国半导体芯片设计公司，目前是全球最大的嵌入式CPU架构和IP供应商之一。ARM与其它关联公司的关系是：ARM Holdings是ARM有限公司的持有者，ARM有限公司授权ARM Cortex-A/M/R等系列处理器的架构给第三方公司制造和销售。

三级流水是指在CPU中，将指令处理分为三级不同的流程，以提高CPU效率的一种技术。ARM指令集具有条件执行的特点，就是在执行一条指令时，可以先判断条件是否成立，若条件不成立，则跳过该指令，直接进入下一条指令的执行。这样，ARM CPU就可以在不出现分支预测错误的情况下，实现三级流水处理。

51单片机也可以实现流水处理技术，但不同于ARM的条件执行，51的条件跳转需要先执行指令，才能判断条件是否成立，效率相对较低。

在ARM的不同模式下，有些寄存器是通用的，比如R0-R12是通用寄存器，可以在各种模式下使用；而一些寄存器是专用的，比如SP（堆栈指针）、LR（链接寄存器）、PC（程序计数器）等，它们在不同模式下具有不同的用途。例如，在用户模式下，系统使用的是用户模式的堆栈，所以SP指向的是用户模式堆栈的栈顶；而在中断模式下，系统使用的是中断模式的堆栈，所以SP指向的是中断模式堆栈的栈顶。

异常向量表存储了所有可能的CPU异常向量的入口地址。在CPU启动时，会将异常向量表中的所有地址加载到异常向量表寄存器中，当CPU发生异常时，会通过异常向量表寄存器得到对应的入口地址，完成异常处理程序的调用。

当系统运行在用户模式下发生IRQ中断异常时，进入异常时，系统先自动将CPSR压入中断模式堆栈，然后将PC压入中断模式堆栈。接着，将中断处理程序的地址加载到PC寄存器中，执行中断处理程序。在退出异常时，系统先将中断模式堆栈的PC和CPSR出栈，然后将PC和CPSR回到用户模式原有的值，恢复原有的执行状态。

指令按对齐方式存储是指，在存储器中按指令长度的整数倍存储指令。这样做的好处是为了加快CPU的执行速度，因为CPU读取存储器的操作是以一个单位为基础，按指令长度对齐存储，相当于可以提高读取存储器的效率。

32位的地址线按字节存储有更大的存储空间，每个地址线可以寻址的地址数量是2的32次方，也就是可以寻址4GB的存储空间；半字（16位）存储空间为2的16次方，也就是可以寻址64KB；字（32位）存储空间为2的32次方，也就是可以寻址4GB。因此，按字存储可以寻址的空间最大，半字最小。

这是因为CPU在访问存储器时，是以一个字（32位）为基本单位进行访问的，如果按照半字存储，需要进行地址对齐等额外的处理，效率比较低。同时，尽管按字存储可以扩展地址空间，但存储器的速度和成本等也需要考虑。