ARM处理器存储器大/小端详解与编程模型

本文主要介绍了存储器的大端和小端格式，以及ARM处理器的编程模型，涉及EDA（电子设计自动化）技术，同时概述了不同版本的ARM架构及其指令集的演变。 存储器的大/小端格式是计算机系统中处理字数据的方式之一。大端格式（Big-endian）是指字数据的高字节存储在低地址，低字节存储在高地址，例如0x01020304在大端模式下会按照地址升序存储为01 02 03 04。相反，小端格式（Little-endian）则是高字节存储在高地址，低字节存储在低地址，0x01020304在小端模式下存储为04 03 02 01。这种差异对处理多字节数据如整数和浮点数至关重要，特别是在跨平台通信或处理器间数据交换时。 EDA，即电子设计自动化，是集成电路设计的关键工具，它允许开发者使用高级语言编写处理器内核，并将其转化为可被工具链处理的形式，以便进行逻辑综合和布局布线等步骤，最终生成芯片的物理版图。 ARM处理器是一种广泛应用的RISC（精简指令集计算）架构，其内核源码可以被编译并综合成适合EDA工具处理的形式。MIPS（Microprocessor Without Interlocking Pipeline Stage）也是一种RISC架构，但这里主要是以ARM为例来说明。 ARM的不同版本引入了各种新特性。版本1包含了基本的数据处理、存储器访问、跳转和系统调用指令。版本2增加了乘法、协处理器支持、额外的影子寄存器和更丰富的异常处理机制。版本3则扩展了地址空间，引入了CPSR和SPSR寄存器，以及更多的异常模式。版本4增强了半字和字节的加载和存储指令，引入了16位的Thumb指令集和特权模式。版本5T和5TE进一步优化了指令集，提升了性能。 传统的嵌入式开发调试工具如在线仿真器（ICE）在目标板上提供了完整的仿真环境，帮助开发者调试程序。随着处理器版本的升级，ARM架构变得更加灵活和强大，支持更多功能，如更高效的指令集、更完善的异常处理和更多模式的运行，这使得它在嵌入式系统和移动设备中得到了广泛的应用。