ARM处理器的异常中断与存储器组织

"ARM中断向量表-第4章ARM存储器组织和异常中断" 在ARM架构中，中断向量表是处理异常和中断的核心组件。它存放了所有可能的异常和中断事件及其对应的处理程序入口地址。每个中断或异常向量占用4个字节的空间，因此整个中断向量表的大小是32个字节。这32个字节通常从存储器的0号地址开始，以便在发生异常或中断时，处理器能够快速定位到相应的处理程序。 在ARM体系结构中，有多种工作模式和状态，每种模式都对应特定的操作和异常处理。当一个中断或异常发生时，处理器会自动切换到相应的模式，并跳转到中断向量表中指定的地址执行处理代码。这些模式包括用户模式（User）、系统模式（System）、 FIQ（快速中断）模式、IRQ（普通中断）模式、svc（服务）模式、ABT（访问异常）模式和UNDEF（未定义指令）模式。 存储器组织在ARM架构中至关重要。ARM处理器支持多种数据类型，包括有符号和无符号的8位、16位和32位数据。默认的数据存储格式是小端序，即数据的最低有效字节存储在最低地址。ARM的存储体系通常被抽象为一个多级金字塔结构，其中第二层尤为重要，因为它涉及高速缓存和内存层次结构。 片上存储器，如Cache和SRAM，是提高系统性能的关键。ARM处理器芯片内集成了多种类型的片上存储器，如片上Cache用于高速缓存频繁访问的数据，片上SRAM用于临时数据存储，紧耦合存储器（TCM）则提供了低延迟的存储访问。TCM可以进一步划分为指令TCM和数据TCM，以分别服务于指令流和数据流。这些片上存储器的配置可以根据具体应用需求进行编程设定。 此外，ARM还包含了协处理器CP15，它负责管理存储器管理单元（MMU）、保护单元以及快速上下文切换扩展等功能。MMU允许对虚拟地址和物理地址进行映射，实现内存保护和地址翻译。写缓存器（WriteBuffer）则是用来优化写操作，提高系统的吞吐量。 异常中断处理流程通常包括保存当前状态，切换到适当的处理器模式，跳转到中断服务例程，执行处理任务，最后在完成处理后恢复先前的状态并返回到被打断的程序点。这一过程确保了中断处理的高效性和系统运行的连续性。 总结来说，ARM中断向量表是异常和中断处理的核心，而存储器组织和片上存储器的使用策略则是优化系统性能的关键要素。理解这些概念对于设计和调试基于ARM的嵌入式系统至关重要。