ARM嵌入式面试必备：模块解析与系统设计

"ARM嵌入式常用模块与综合系统设计面试题及答案.pdf" 在嵌入式领域，ARM架构因其高效能、低功耗的特点而被广泛应用于各种硬件平台。这份资料详细介绍了ARM嵌入式系统设计的相关面试题及答案，涵盖了从基础概念到高级应用的多个方面。 首先，ARM内核的四个功能模块分别是T、D、M、I。T模块代表Thumb，是16位的指令集，能够以较小的代码体积提供高性能；D模块代表Debug，包含JTAG调试器，便于进行程序调试；M模块代表Multiplier，指的是内置的8位乘法器，提高计算效率；I模块代表Embedded ICE，即嵌入式冰点逻辑，提供了断点观测和变量观测的硬件支持，用于复杂的系统级调试。 ARM7TDMI与ARM720T的区别在于，ARM720T额外集成了存储空间管理单元（MMU）和8K Cache，MMU允许操作系统进行虚拟内存管理，8K Cache则提高了CPU访问数据的速度，增强了性能。 ARM微处理器通常采用多种封装形式，如QFP、TQFP、PQFP、LQFP、BGA和LBGA，这些封装技术适应不同的电路板布局和散热需求。 寄存器方面，ARM架构有37个32位寄存器，其中31个是通用寄存器（R0-R15），剩余6个是状态寄存器，包括程序计数器PC、链接寄存器LR、程序状态寄存器PSR等，用于存储程序运行的状态。 ARM体系结构支持大端和小端两种数据存储方式，大端模式下，高字节存储在低地址，小端模式则相反，低字节存储在低地址。 协处理器在ARM系统中起到扩展功能的作用，通常控制MMU、指令和数据缓存以及写缓冲等，它们可以加速特定任务的处理，例如高速缓存管理、浮点运算或特定外设接口。 异常处理时，ARM微处理器会执行一系列步骤：保存当前状态、更新程序计数器以指向异常向量地址、切换到异常模式并加载相应模式下的寄存器集，然后执行异常处理程序。 问答题的答案简述如下： 1. ARM内核的四个功能模块分别对应Thumb指令集、调试功能、快速乘法器和嵌入式调试逻辑，分别用于实现高效的16位指令处理、程序调试、增强计算能力和复杂系统的调试支持。 2. ARM720T内核由ARM7TDMI CPU核、MMU、8K Cache和外部总线接口组成，提供Thumb指令集支持、内存管理和高速缓存以提升性能。 3. 通用寄存器R0-R15可以分为三类：R0-R15中的R13作为堆栈指针SP，R14作为链接寄存器LR，R15是程序计数器PC，其余R0-R12为通用目的寄存器。 4. Thumb状态下，寄存器R0-R7与ARM状态下的寄存器共享，其他寄存器在两种状态之间有不同的映射，但整体寄存器数量和位宽保持一致。 5. 异常发生后，CPU会保存当前状态，跳转到对应的异常向量地址，切换模式并加载异常模式的寄存器，然后执行异常处理程序，确保系统的正常响应和恢复。 以上内容详细解答了ARM嵌入式系统设计的基础知识，包括ARM内核模块、ARM7TDMI与ARM720T的差异、封装形式、寄存器组织、数据存储方式以及异常处理流程，这些都是理解和设计ARM嵌入式系统所必需的基础。