ARM存储器组织与异常中断详解

"嵌入式系统基础教程 - 第4章 ARM存储器组织和异常中断" 本章节主要探讨了ARM架构在存储器组织和异常中断方面的核心概念。ARM体系结构包括多个版本，不同版本的处理器有着不同的特性和功能。ARM处理器系列多样化，适应不同应用需求，从低端嵌入式到高端服务器都有其身影。ARM处理器的内部结构采用了流水线设计，以提高处理速度。 ARM的工作模式和状态是其关键特性之一，包括用户模式、系统模式、中断模式、管理模式等，这些模式用于处理不同级别的任务和异常。ARM寄存器组织中，包括通用寄存器、程序计数器、链接寄存器等，它们在程序执行中扮演重要角色。 在存储器组织方面，ARM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。默认的存储字序为小端序。ARM的存储体系通常被抽象为金字塔型结构，其中第二层的存储层次是研究的重点。这一层可能包括高速缓存（Cache）、静态随机存取内存（SRAM）和紧耦合存储器（TCM）。TCM是为了减少缓存访问延迟而设计的，可以进一步划分为指令TCM和数据TCM，它们可以直接映射到存储器地址空间，提供快速访问。 存储器管理单元（MMU）是ARM系统中的重要组件，负责虚拟地址到物理地址的转换，实现内存保护和地址空间隔离。保护单元则用于控制对特定存储区域的访问权限。快速上下文切换扩展优化了任务之间的切换效率，而写缓存（WriteBuffer）则用来暂时存储待写入的数据，提高数据写入的效率。 异常中断是ARM系统处理突发事件的关键机制，包括预取终止、数据访问异常、软件中断、硬件中断等。异常中断向量表定义了每种异常的入口地址，中断处理程序会根据异常类型进行相应操作。中断处理完成后，通过返回指令恢复现场并退出中断处理。 本章深入讲解了ARM架构在存储管理和异常处理方面的细节，这些都是理解和设计基于ARM的嵌入式系统所必需的基础知识。理解这些概念对于开发者来说至关重要，因为它们直接影响到系统的性能、稳定性和安全性。