深入理解ARM体系结构：学习笔记

"ARM体系结构与学习笔记" 这篇学习笔记详细介绍了ARM体系结构和编程的相关知识，由杜春雷原著，maxwell_lee整理。笔记内容包括了嵌入式系统的基本概念，ARM架构的特点、版本、处理器系列以及处理器模式。此外，还深入探讨了ARM的寄存器、异常中断、存储系统、指令分类和寻址方式，以及ARM指令集的各个部分。 1. 嵌入式系统概述：嵌入式系统是集成在设备中的专用计算机系统，通常用于特定的功能，如控制或数据处理。 2. ARM体系结构和特征： - ARM芯片特点：基于精简指令集计算（RISC）原理，以高效能、低功耗著称。 - RISC体系特点：简化指令集，提高执行效率，减少硬件复杂度。 - ARM技术：包括多种微架构，如Cortex-A、Cortex-R和Cortex-M系列，分别面向高性能应用、实时应用和微控制器应用。 - ARM版本和命名：涵盖ARMv1至ARMv8等多个版本，命名格式通常包含处理器类型、版本和工艺节点等信息。 3. ARM处理器模式和寄存器： - ARM有多种工作模式，如用户模式、系统模式、中断模式等，每个模式有自己的寄存器集。 - 共有37个寄存器，包括通用寄存器、程序计数器、链接寄存器等。 4. ARM异常中断： - ARM支持多种异常，如复位、中断、数据访问故障等。 - 中断响应过程涉及保存现场、跳转到中断处理程序、处理完后恢复现场。 5. ARM存储系统： - 存储空间分为多个区域，如I/O空间、系统RAM等。 - 存储器格式包括字对齐和非字对齐访问。 - 非对齐访问可能导致性能问题或硬件错误。 - 指令预取和自修改代码处理机制确保代码正确执行。 6. ARM指令分类及寻址方式： - ARM指令集包括数据处理、跳转、LOAD/STORE等多种指令。 - 寻址方式涵盖立即寻址、寄存器寻址、偏移寻址等。 - 条件码域允许根据条件执行指令。 7. ARM指令集详解： - 跳转指令如B、BL等，用于程序流程控制。 - 数据处理指令包括传送、算术逻辑运算、比较、乘法等。 - 加载/存储指令用于与内存交互。 - ARM还提供了协处理指令，用于扩展功能，如浮点运算、硬件加速等。 这些内容构成了一个全面的ARM体系结构学习框架，适合初学者和进阶者理解ARM处理器的工作原理和编程方法。通过学习，读者可以掌握如何在嵌入式系统中设计和优化基于ARM的解决方案。