ARM体系结构：中止异常与处理机制

"这篇资源主要介绍了ARM体系结构中的中止（ABORT）异常处理机制，以及ARM架构的一些基本特点和历史背景。" ARM体系结构是一个广泛应用于嵌入式领域的RISC（精简指令集计算机）架构，由英国ARM公司设计。这个体系结构以其高效、低功耗和可扩展性而闻名。ARM不仅设计处理器内核，还提供相关的开发工具、软件支持和知识产权（IP）授权，允许合作伙伴制造和销售基于ARM架构的芯片。 在ARM体系结构中，中止异常（ABORT）是发生在存储器访问失败时的一种中断事件。它分为两种类型：指令预取中止和数据中止。当处理器尝试预取指令或访问数据时，如果存储器系统无法完成请求，会发送一个中止信号给处理器。对于指令预取中止，只有在处理器尝试执行无效指令时才会真正触发异常。数据中止则根据所访问指令的类型有不同的响应。 在处理中止异常时，一旦确定了异常原因，处理器会进入中止模式，并可以通过特定的指令从中止模式返回。例如，对于指令预取中止，使用`SUBS PC, R14_abt, #4`指令；对于数据中止，使用`SUBS PC, R14_abt, #8`指令。这些指令会更新程序计数器（PC），以恢复正常的程序执行流程。 ARM微处理器的寄存器结构包括通用寄存器、程序计数器、链接寄存器等，它们协同工作以实现高效的指令执行。异常处理机制允许处理器在不同模式下运行，比如用户模式、系统模式、中断模式和异常模式，以适应各种系统事件。 ARM架构还有其他显著特点，如支持Thumb/ARM双指令集，提供指令和数据缓存（cache），支持大端和小端字节序，以及字、半字和字节三种数据类型。此外，ARM处理器采用多级流水线设计，如3级或5级，以提高执行效率。它们还配备了片上总线（如AMBA），用于系统内部组件间的通信，以及在线仿真（ICE-RT）功能，便于开发和调试。 ARM的存储器结构通常是层次化的，包括高速缓存、内存和外设，以优化数据存取速度和系统整体性能。这种层次结构的设计有助于平衡性能和功耗，使得ARM处理器广泛应用于从移动设备到服务器的各种应用场景。 ARM体系结构的灵活性、高效性和广泛的生态系统支持使其成为全球众多嵌入式系统设计的首选。通过深入理解这些概念，开发者能够更好地设计和优化基于ARM的系统。