ARM架构解析：处理器状态与指令集

"这份ARM架构课件资料详细介绍了ARM处理器的工作状态、工作模式、寄存器、异常中断、存储体系以及片上总线数据和指令类型。ARM架构是一种广泛应用于嵌入式系统的32位RISC处理器架构，以其低功耗特性著称，尤其适合移动通信设备。" 在ARM处理器中，有两个主要的工作状态： 1. **ARM状态**：在这种状态下，处理器执行32位的ARM指令集，这些指令按字节对齐，即每个指令占用32位（4字节）。这种状态下的指令集提供了丰富的指令集和更高的处理能力。 2. **Thumb状态**：在Thumb状态下，处理器执行16位的Thumb指令集，指令按半字节对齐，即每个指令占用16位（2字节）。虽然Thumb状态下的指令集比ARM状态下的指令集小，但它仍然能提供高效的处理，并节省内存空间。 ARM7系列处理器可以通过**BX指令**在两种状态之间切换。例如，使用`LDR R0, =Label+1; BX R0`可以从ARM状态切换到Thumb状态，而`LDR R0, =Label; BX R0`则反之。这里的`Label`是程序中的一个标签，`R0`是通用寄存器，`BXRm`指令会根据`Rm`寄存器的内容跳转到相应的地址并根据其最低位决定执行ARM还是Thumb指令。 关于**寄存器**，ARM架构使用了多种类型的寄存器，包括通用寄存器、程序计数器（PC）、链接寄存器（LR）、状态寄存器（CPSR或SPSR）等，它们在不同的工作模式下有不同的用途。 **异常中断**是ARM处理器处理异常事件（如硬件故障、软件中断、预取指令错误等）的方式。当发生异常时，处理器会切换到特定的工作模式，并更新状态寄存器以反映异常情况。 **存储体系**在ARM架构中是层次化的，通常包括高速缓存、L1和L2缓存、主内存等。数据和指令的访问通过总线进行，ARM处理器支持不同类型的总线事务，如读、写和预取操作。 **数据和指令类型**在ARM架构中，有基本的数据单位定义，如Byte（8位）、Halfword（16位）和Word（32位）。ARM指令集支持加载/存储指令（LDR/STR），用于从内存加载数据到寄存器或从寄存器存储数据到内存。此外，还有像BX这样的转移指令，可以改变程序执行流。 这份课件资料深入浅出地阐述了ARM架构的关键概念，对于理解ARM处理器的工作原理及其在嵌入式系统中的应用具有重要的参考价值。