北航魏洪兴教授ARM体系结构讲解

"北航经典课件《ARM体系结构详解》由魏洪兴教授主讲，涵盖嵌入式系统设计、ARM体系结构概览、编程模型及异常处理等内容，深入探讨了ARM在32位嵌入式微处理器市场中的地位及其与其他处理器的比较。课件还讨论了嵌入式处理器的评价指标，如功耗和代码存储密度。" 这篇课件详细介绍了嵌入式系统的中心部分——嵌入式微处理器，特别关注了32位处理器的市场趋势。在32位嵌入式微处理器领域，ARM处理器已经成为主导，与其他如Motorola的68000系列、Intel的I960、Motorola的Coldfire、Sun的Sparc和嵌入式X86系列等竞争。ARM的独特之处在于其作为知识产权公司，授权其他半导体制造商生产基于ARM架构的芯片。 ARM体系结构概览中，课件可能涵盖了ARM架构的基本特点，包括其RISC（精简指令集计算）设计理念，这使得ARM指令集在效率和功耗方面有优势。ARM处理器有多种工作模式，以适应不同功耗需求，如运行模式、待机模式和停机模式。功耗评估的一个关键指标是MIPS/W，即每瓦特性能，这在嵌入式系统中尤为重要，因为电池寿命和设备尺寸常常是设计的关键考虑因素。 编程模型部分可能会讲解如何在ARM处理器上编写和执行程序，包括寄存器组织、指令集结构以及程序流程控制。ARM处理器支持两种指令集：32位的ARM指令集和16位的Thumb指令集，后者用于优化代码密度，特别是在资源有限的嵌入式环境中。 ARM异常处理部分可能涉及处理器如何响应和管理中断、错误和其他异常情况，这是确保系统稳定性和可靠性的关键。这部分可能会介绍异常级别、中断服务例程(ISRs)的处理以及异常向量表的概念。 最后，课件还讨论了嵌入式处理器的代码存储密度，这是一个衡量指令集效率的重要标准。传统的CISC（复杂指令集计算）处理器通常具有较高的代码密度，而RISC处理器如ARM和MIPS则通过不同的策略来平衡代码长度和执行效率，例如ARM的Thumb指令集和MIPS16技术。 这份课件是理解ARM体系结构、嵌入式系统设计和微处理器评价标准的宝贵资源，对于学习和实践ARM相关技术的人员极具价值。