ARM异常处理机制与嵌入式系统开发流程详解

异常（Exceptions）是计算机编程中一种重要的概念，特别是在嵌入式硬件系统中，它涉及到处理器在遇到问题或中断正常流程时的处理机制。在ARM920T这样的处理器中，异常处理流程的关键步骤包括： 1. 异常中断保存状态：当异常发生时，处理器首先将下一条指令的地址（ARM状态或Thumb状态下的不同位置）保存在连接寄存器LR中，以便异常处理结束后能回到正确的位置。此外，还会将当前CPSR（程序状态寄存器）的值复制到SPSR（特殊程序状态寄存器）中，保留处理前的处理器状态。 2. 设置处理模式：根据异常类型，处理器会强制设置CPSR的运行模式位，确保在正确的模式下进行异常处理。例如，软件中断（SWI）处理程序可以在ARM或Thumb状态下无缝切换。 3. 转向异常处理程序：处理器会从异常向量地址中取出新的指令执行，这是异常处理程序的入口点，用于处理特定类型的异常情况。 4. 中断禁止与状态切换：在异常处理开始前，可以设置中断禁止位以防止其他中断的干扰。如果是从Thumb状态进入异常，处理器会自动切换到ARM状态执行异常处理。 5. 异常返回：处理完成后，通过减去偏移量恢复连接寄存器LR的值，并将其送回PC，然后复制SPSR回CPSR，最后可能清除中断禁止位，以便恢复正常的程序执行。 嵌入式系统开发流程涉及多个阶段，异常处理是其中的一个关键环节。以下是开发流程的详细部分： - 需求分析：首先确定系统的功能需求（如操作参数、电源电压等）和非功能需求（如安全性、保密性、适应性），编写设计需求规格说明书，作为设计和验收的依据。 - 体系结构设计：明确系统如何实现功能和非功能需求，包括硬件、软件划分，以及操作系统和选型。例如，选择适合的处理器（如单片机、DSP、ARM）和总线架构，考虑电压、速度、容量和外设功能等因素。 - 软硬件设计：对系统进行详细设计，这是整个开发流程中的关键环节，直接影响到系统性能和稳定性。 - 系统集成：整合软件和硬件，进行调试，发现和修复单元设计中的错误，确保系统协同工作。 - 代码固化：嵌入式软件通常固化在非易失性存储器（如Flash）中，确保程序的可靠性和一致性，增加了开发流程的独特性。 - 产品测试：贯穿整个开发过程，包括功能测试、硬件测试和软件测试，确保产品满足所有需求和规范。 在进行嵌入式硬件开发时，理解异常处理机制及其对系统稳定性和效率的影响至关重要，因为它直接影响到系统的可靠性和实时性。通过良好的异常处理设计，能够提高系统的健壮性，确保在面对意外情况时仍能正常运行。