深入理解ARM体系结构与应用设计

"本书主要探讨了ARM体系结构及其在应用系统设计中的实践，涵盖了ARM处理器的基本概念、设计实例以及嵌入式操作系统等内容。作者通过详细讲解，帮助读者深入理解ARM架构的特点和工作原理。" ARM体系结构是现代嵌入式系统设计的核心，尤其在移动设备和物联网(IoT)领域广泛应用。ARM公司提供的处理器系列包括ARM7、ARM9、ARM9E、ARM10E、ARM11以及Intel的Xscale，每个系列针对不同的性能需求和应用场景进行了优化。 1. ARM处理器的工作状态主要分为ARM状态和Thumb状态。在ARM状态下，处理器执行32位的字对齐指令，提供高性能计算能力；而在Thumb状态下，处理器则执行16位的半字对齐指令，以节省存储空间并提高能效。 2. 存储器格式在ARM体系中分为大端和小端两种。大端格式将数据的高字节存储在低地址，低字节存储在高地址；小端格式则相反，低字节在低地址，高字节在高地址。这两种格式的选择取决于具体的应用需求和处理器配置。 3. ARM微处理器支持7种运行模式，这些模式为不同的操作环境提供了必要的功能和保护： - 用户模式(usr)：常规应用程序运行的模式。 - 快速中断模式(fiq)：高效处理高速数据传输。 - 外部中断模式(irq)：处理通用中断事件。 - 管理模式(svc)：操作系统保护模式。 - 指令终止模式(abt)：在预取指令出错时进入。 - 数据访问终止模式(abt)：数据访问异常时进入，用于虚拟存储和存储保护。 - 系统模式(sys)：运行特权级操作系统任务。 4. 在ARM状态下，寄存器组织包括一系列通用寄存器，如R0到R15，这些寄存器在程序执行中扮演重要角色，用于存储数据和中间计算结果。 此外，基于ARM体系结构的应用系统设计通常涉及硬件最小系统的设计，例如，基于S3C4510B(ARM7TDMI)的最小系统可能包括处理器、存储器（RAM和ROM）、电源管理、外设接口等组件。嵌入式操作系统如Linux、RTOS等能够在ARM处理器上运行，提供操作系统层面的支持和服务，包括任务调度、内存管理、中断处理等。 通过深入学习ARM体系结构，开发者能够设计出高效、可靠的嵌入式系统，满足各种应用场景的需求。同时，理解ARM处理器的工作方式和寄存器组织对于编写高效的ARM汇编代码和优化C/C++代码也至关重要。