ARM嵌入式核心模块设计与系统综合实例详解及答案
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更新于2024-09-20
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《ARM嵌入式常用模块与综合系统设计实例精讲》是一本深入讲解ARM嵌入式系统设计的专业教材,它提供了丰富的实践案例和详细的理论知识。本书共分为两章,涵盖了ARM内核的基本构成、指令集、寻址方式、寄存器体系以及协处理器等核心内容。
在第1章中,作者首先介绍了ARM内核的四个关键模块:存储管理单元(MMU)、总线接口逻辑(BIL)、指令解码器(ID)、和协处理器接口(CPI)。这些模块分别负责内存管理和地址变换、硬件与CPU之间的通信、指令的处理以及与外部协处理器的协作。ARM7TDMI与ARM720T的区别在于后者增加了硬件乘法器(FPU)和多媒体扩展单元(MMX),使得其在浮点运算和多媒体应用方面更具优势。ARM芯片的封装形式多样,包括片上系统(SoC)、单芯片模块(MCU)、封装式微控制器(DIP)、引脚接线封装(LQFP)等。
章节中的填空题和问答题涉及到ARM体系结构的细节,如通用寄存器的分类(分为程序计数器PC、寄存器R0-R15等,其中R0-R7为通用寄存器,R8-R15为特殊功能寄存器)、指令存储方式(大/小端模式)、以及异常处理流程,包括中断响应、保存上下文、执行异常处理程序等步骤。
第二章进一步探讨了ARM指令集和寻址方式,包括Thumb和ARM指令集、九种基本寻址方式如直接寻址、寄存器间接寻址等以及六类ARM指令类型(数据传输指令、算术逻辑指令、分支指令、条件转移指令、异常处理指令、访问存储器指令)。此外,还介绍了ARM汇编语言中的伪指令,如符号定义、数据定义、条件转移和跳转等,以及混合编程的常见方式,例如直接嵌入C/C++代码或通过链接器链接预编译的函数。
汇编语言与高级语言如C/C++的结合在ARM嵌入式开发中至关重要,编译器支持生成的目标文件格式可能包括可执行文件(.elf)、位置独立可重定位文件(.o)、静态库文件(.a)、动态链接库文件(.so)以及中间文件(.s)等。
通过本书提供的实例和习题,读者不仅能掌握ARM嵌入式系统的设计原理,还能进行实际项目的编程实践,对于初学者和从事ARM开发的专业人员来说,这是一本不可多得的参考资料。
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