ARM核心技术解析:从缩写到中断响应
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更新于2024-09-19
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"该文档是关于ARM架构的22个核心概念的权威总结,涵盖了从基本的英文缩写解释到具体使用注意事项,再到处理器的工作模式和异常中断处理流程。"
在ARM架构中,一些关键的英文缩写及其含义如下:
1. MSB:Most Significant Bit,最高有效位,指数值中的第一位。
2. LSB:Least Significant Bit,最低有效位,数值中的最后一位。
3. AHB:Advanced High-performance Bus,高级高性能总线,是ARM处理器的一种总线结构,用于芯片内部通信。
4. VPB:VLSI Peripheral Bus,VLSI外设总线,用于连接片上和片外设备。
5. EMC:External Memory Controller,外部存储器控制器,负责管理与外部存储器的交互。
6. MAM:Memory Acceleration Module,存储器加速模块,优化内存访问速度。
7. VIC:Vector Interrupt Controller,向量中断控制器,负责管理并分发中断请求。
8. SPI:Serial Peripheral Interface,全双工串行接口,常用于低速外设通信。
9. CAN:Controller Area Network,控制器局域网,一种用于汽车和其他工业环境的串行通信协议。
10. PWM:Pulse Width Modulation,脉宽调制,常用于控制电源或信号的强度。
11. ETM:Embedded Trace Macrocell,嵌入式跟踪宏单元,用于调试和性能分析。
12. CPSR:Current Program Status Register,当前程序状态寄存器,存储处理器运行时的状态信息。
13. SPSR:Saved Program Status Register,程序保护状态寄存器,用于保存中断或异常发生时的CPSR状态。
在实际应用中,如MAM的使用需要注意以下事项:
- 当需要更改MAM的定时值时,应先关闭MAM,更新MAMTIM,然后根据系统时钟频率设定合适的访问时间,最后重新开启MAM。
关于VIC的使用,如果中断服务程序在片内RAM中运行,中断向量需要重新映射到Flash地址0x0,通过修改系统控制模块中的MEMMAP寄存器实现。
ARM启动代码设计涉及的关键步骤:
- 中断向量表的初始化,定义处理器异常和中断处理的入口地址。
- 存储器系统的初始化,包括设置内存映射和配置外部存储器控制器。
- 堆栈的初始化,确保异常处理和函数调用时有正确的返回地址。
- 特殊端口和设备的初始化,确保系统功能正常。
- 初始化用户程序执行环境,例如设置处理器模式和权限。
- 改变处理器模式,通常从复位模式切换到其他模式。
- 调用主应用程序,启动用户程序执行。
中断类型中,IRQ(Interrupt Request)和FIQ(Fast Interrupt Request)的区别:
- IRQ是标准中断模式,而FIQ是高速中断模式,FIQ拥有更多的影子寄存器以提高处理速度。
- FIQ能中断IRQ,但IRQ不能中断FIQ,因此FIQ适用于需要快速响应的场合。
- 在FIQ中,中断通常被禁用,因为如果FIQ处理程序需要重新启用中断,这将降低效率,应考虑使用IRQ。
ARM处理器对异常中断的响应过程:
- 保存当前CPSR的状态,包括中断屏蔽位和条件标志位。
- 修改CPSR以进入相应的异常模式。
- 转跳到对应的中断处理程序地址,该地址通常在中断向量表中。
这些概念构成了理解ARM处理器基础的关键元素,对于嵌入式系统开发者来说,掌握这些知识至关重要。
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