ARM体系的7种工作模式
ARM的七种异常类型
ARM7支持六种操作模式：（1）用户模式（usr）：正常的程序执行状态（2）FIQ模式(fiq)：支持数据传送或通道处理（3）IRQ模式(irq)：用于通用的中断处理（4）管理模式(svc)：用于操作系统的保护模式（5）异常模式(abt)：数据或者指令预取异常时进入（6）无定义模式(und)：当无定义指令被执行时进入（7）软件控制，外部中断，异常处理都可以改变操作模式。
大部分的应用程序在用户模式下执行。
其他模式，比如管理模式，在中断、异常服务、或者访问被保护资源时进入。
ARM 的中央寄存器集是16 个用户寄存器R0 – R15。
这些寄存器均是32 位宽度，R0 – R12 没有其他特殊功能，寄存器R13 – R15在CPU中有特殊功能。
R13被用作栈指针（stack pointer,SP）。
R14被称为链接寄存器（link register, LR），当调用一个函数时返回地址被自动保存到链接寄存器，在函数返回时有效。
这使得快速进入和返回“叶”函数（不调用其他函数的函数）成为可能。
如果函数是分支的一部分（即该函数将调用另一个函数），链接寄存器必须入栈（R13）。
R15 是程序计数器（program counter, PC）。
有趣的是，许多指令也可以在R13 – R15中执行，就像它们是标准的用户寄存器。
ARM中断的问题ARM的七种异常类型－－－－－－－－－1> 复位异常2> 数据访问中止异常3> 快速中断请求异常4> 一般中断请求5> 预取指令异常6> 软件中断异常7> 未定义异常－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－问题：1> 为什么除了进入复位异常模式外，在别的异常处理模式中都允许FIQ中断？2> 数据访问中止异常的优先级大于 FIQ异常，为什么在数据访问异常处理模式中，还允许 FIQ中断？这样不就成了：在高优先级异常处理中允许低优先级的中断发生？即使这样，因为FIQ中断的优先级 < 数据异常中断优先级，也不会进入 FIQ中断处理程序啊，这样不就更没有用处了？？ARM体系的各种异常的分析（学习日记）- [ARM7TDMI]版权声明：转载时请以超链接形式标明文章原始出处和作者信息及本声明/logs/10669519.html1.复位异常（1）当内核的nRESET信号被拉低时，ARM处理器放弃正在执行的指令，当nRESET信号再次变高时，ARM处理器进行复位操作；（2）系统复位后，进入管理模式对系统进行初始化，复位后，只有PC（0x00000000）和CPSR （nzcvqIFt_SVC）的值是固定的，另外寄存器的值是随机的。
arm芯片手册
arm芯片手册1. 介绍ARM芯片1.1 ARM架构的背景和发展历程1.2 ARM芯片的应用领域和优势2. ARM芯片的基本原理2.1 ARM芯片的结构和组成部分2.2 ARM指令集和寄存器2.3 ARM的数据处理机制和运算方式3. ARM体系结构3.1 ARM处理器的工作模式和特点3.2 ARM架构的版本和演变3.3 ARM处理器的性能和能耗特性4. ARM编程模型4.1 ARM汇编语言和指令集概述4.2 ARM指令的格式和使用方法4.3 ARM汇编程序的基本结构和编写规范5. ARM开发工具和环境5.1 ARM开发板和调试工具5.2 ARM开发软件和集成开发环境5.3 ARM嵌入式系统开发流程和工具链6. ARM应用案例6.1 ARM在移动设备中的应用6.2 ARM在嵌入式系统中的应用6.3 ARM在物联网和智能家居中的应用7. ARM芯片的发展趋势7.1 ARM架构的演进和新技术的应用7.2 ARM芯片的性能提升和功能拓展7.3 ARM在人工智能和自动驾驶中的前景8. 总结与展望8.1 ARM芯片的优势和应用前景8.2 ARM开发者的培训和学习资源8.3 ARM生态系统的发展和合作机会ARM芯片手册1. 介绍ARM芯片ARM芯片是由ARM公司设计和授权给合作伙伴生产的一类低功耗、高性能的处理器芯片。
ARM公司的全称是Advanced RISC Machines，它专注于设计先进的精简指令集计算机（RISC）架构，为各种设备提供高效能、低功耗的处理器解决方案。
ARM架构的起源可以追溯到上世纪80年代，当时英国国防公司（Acorn）开发了一个新型的个人计算机，名为BBC Micro。
为了提高BBC Micro的性能，研发人员设计了一个基于精简指令集（RISC）的处理器，这就是后来的ARM架构。
基于ARM架构的处理器性能卓越，功耗低，逐渐被业界认可并广泛应用于各种移动设备、嵌入式系统和物联网设备。
嵌入式填空题
填空题1、ARM微处理器有7种工作模式它们分为两类非特权模式、特权模式。
其中用户模式属于非特权模式2、ARM支持两个指令集，ARM核因运行的指令集不同，分别有两个状态ARM、Thumb，状态存放器CPSR的T位反映了处理器运行不同指令的当前状态3、ARM核有多个存放器，其局部用于通用存放器，有小局部作为专用存放器，R15存放器用于存储PC，R13通常用来存储SP。
ARM处理器有两种总线架构，数据和指令使用同一接口的是诺依曼，数据和收指令分开使用不同接口的是哈佛构造4、ARM微处理器复位后PC的地址通常是0*0初始的工作模式是Supervisor。
5、ARM微处理器支持虚拟存它是通过系统控制协处理器CP15和MMU存储管理部件来进展虚拟存的存储和管理。
当系统发生数据异常和指令领取异常时异常处理程序透过嵌入式操作系统的存管理机制通过MMU交换物理存和虚拟存的页面以保证程序正常执行。
6、编译代码时有两种存储代码和数据的字节顺序一种是小端对齐另一种是大端对齐。
7、构建嵌入式系统开发环境的工具链有多种其中开放源码的工具链是GNU工具链ARM公司提供的工具链是ADS工具链计算机有CISC和RISC两种类型以ARM微处理器为核心的计算机属于RISC 类型其指令长度是定长的9.一般而言嵌入式系统的构架可以分为4个局部分别是处理器、存储器、输入/输出和软件一般软件亦分为操作系统相关和应用软件两个主要局部。
10、根据嵌入式系统使用的微处理器可以将嵌入式系统分为嵌入式微控制器、嵌入式DSP 处理器、嵌入式微处理器以及片上系统。
11、操作系统是联接硬件与应用程序的系统程序,其根本功能有进程管理、进程间通信、存管理、I/O资源管理。
12、从嵌入式操作系统特点可以将嵌入式操作系统分为实时操作系统和分时操作系统其中实时系统亦可分为硬实时系统和软实时系统。
13、核负责管理各个任务或者为每个任务分配CPU时间并且负责任务之间的通信，核的根本效劳是任务切换。
ARM 处理器工作状态与工作模式 ARM 体系结构所支持的异常
深入内核逻辑一个宇宙通用的事实是：结构决定功能！我们以典型的ARM嵌入式处理器内核的一般特征为例，，看看ARM设想的功能是如何被“构造”出来的。
主要说两个内容：•ARM处理器工作状态与工作模式•ARM体系结构所支持的异常基础概念字（Word）：在ARM体系结构中，字的长度为32位（在8位/16位处理器体系结构中，字的长度一般为16位）。
•半字（Half-Word）：在ARM体系结构中，半字的长度为16位，与8位/16位处理器体系结构中字的长度一致。
•字节（Byte）：在ARM体系结构和8位/16位处理器体系结构中，字节的长度均为8位。
问：计算机存储设备是按______ (A：字Word，B：半字Half-Word，C：字节Byte)编址的。
处理器工作状态ARM状态：正在执行ARM指令的处理器的状态。
Thumb状态：正在执行Thumb指令的处理器的状态。
不同的状态下，代码密集度不同，，ARM状态按字（32位）存储代码，Thumb状态按半字（16位）存储代码，这种特性有利于我们在必要的时候调整单位存储空间的代码容量，压缩代码占用空间。
这两个状态可以根据情况软件切换，，，后面我们还会再次提到这个话题，，，Note：对于ARM 32位处理器，两种状态下代码存储密集度不同，但在执行时仍是32位的！这就是说，代码可以压缩，但执行效率并不会下降，CPU仍是按字执行的啊！不过，Thumb状态下的指令的使用有某些限制，属于ARM状态下的指令的一个子集。
另外，调整代码密集度的优点在后来的ARM一些版本中可以自动切换，，，不需要程序员再过多费神，这就是所谓Thumb2状态：一种混合型指令集，降低功耗具有高代码压缩性处理器工作模式回顾，前面说过ARM内核采用了大量内部寄存器的特性，，以便有利于支持流水线技术，，，那么这些“大量内部寄存器”如何运作？工作模式本质上就是指内核中的这堆寄存器的功能分配和使用方法ARM处理器内部寄存器一起看，，这里一共有37个32位寄存器•其中，31个通用寄存器，包括程序寄存器（PC）；•6个状态寄存器：。
ARM9寄存器超全详解
自己学驱动17——ARM工作模式和ARM9寄存器1.ARM体系CPU的7种工作模式（1）用户模式（usr）：ARM处理器正常的程序执行状态。
（2）快速中断模式（fiq）：用于高速数据传输或通道处理。
（3）中断模式（irq）：用于通用的中断处理。
（4）管理模式（svc）：操作系统使用的保护模式。
（5）数据访问终止模式（abt）：当数据或指令预取终止时进入该模式，可用于虚拟存储及存储保护。
（6）系统模式（sys）：运行具有特权的操作系统任务。
（7）未定义指令中止模式（und）：当未定义的指令执行时进入该模式，可用于支持硬件协处理器的软件仿真。
可以通过软件进行模式的切换，或者发生各类中断、异常时CPU自动进入相应的模式。
除用户模式以外的6种工作模式都属于特权模式，大多数程序运行于用户模式，进入特权模式是为了处理中断、异常，或者访问被保护的系统资源。
2.ARM920T的寄存器ARM920T有31个通用的32位寄存器和6个程序状态寄存器，这37个寄存器分为7组，进入某个工作模式时就使用它的那组寄存器。
有些寄存器，不同的工作模式下有自己的副本，当切换到另一个工作模式时，那个工作模式的寄存器副本将被使用：这些寄存器被称为备份寄存器。
从下图中可以看出fiq模式的备份寄存器最多，这是为了提高fiq的响应速度，减少保存寄存器值所花费的时间。
CPSR在七种模式下都是同一个寄存器，所以可以修改里面的值来转换到不同的工作模式下。
R0~R15可以直接访问，除R15外均为通用寄存器，既可以用于保存数据也可以用于保存地址。
R13~R15稍有特殊：R13又被称为栈指针寄存器sp，通常用于保存栈指针；R14又被称为程序连接寄存器，当执行BL子程序调用指令时，R14中得到R15（程序计数器PC）的备份，而当发生中断或异常时，对应的R14_svc、R14_irq、R14_fiq、R14_abt或R14_und保存R15的返回值；R15又被称为程序计数器PC。
ARM的七种工作模式
ARM的七种⼯作模式⼀、ARM处理器7种⼯作模式（特权模式特权模式异常模式）1. ⽤户模式（USR）：正常程序执⾏模式，不能直接切换到其他模式2. 系统模式（SYS）：运⾏操作系统的特权任务，与⽤户模式类似，但具有可以直接切换到其他模式等特权3. 快中断模式（FIQ）：⽀持⾼速数据传输及通道处理，FIQ异常响应时进⼊此模式4. 中断模式（IRQ）：⽤于通⽤中断处理，IRQ异常响应时进⼊此模式5. 管理模式（SVC）：操作系统保护模式，系统复位和软件中断响应时进⼊此模式（由系统调⽤执⾏软中断SWI命令触发）6. 中⽌模式（ABT）：⽤于⽀持虚拟内存和/或存储器保护，在ARM7TDMI没有⼤⽤处7. 未定义模式（UND）：⽀持硬件协处理器的软件仿真，未定义指令异常响应时进⼊此模式8. 表3-1 ARM处理器⼯作模式处理器⼯作模式特权模式异常模式说明⽤户（user）模式⽤户程序运⾏模式系统（system）模式该组模式下可以任意访问系统资源运⾏特权级的操作系统任务⼀般中断（IRQ）模式通常由系统异常状态切换进该组模式普通中断模式快速中断（FIQ）模式快速中断模式管理（supervisor）模式提供操作系统使⽤的⼀种保护模式，swi命令状态中⽌（abort）模式虚拟内存管理和内存数据访问保护未定义指令终⽌（undefined）模式⽀持通过软件仿真硬件的协处理CPU的模式可以简单的理解为当前CPU的⼯作状态，⽐如：当前操作系统正在执⾏⽤户程序，那么当前CPU⼯作在⽤户模式，这时⽹卡上有数据到达，产⽣中断信号，CPU⾃动切换到⼀般中断模式下处理⽹卡数据（普通应⽤程序没有权限直接访问硬件），处理完⽹卡数据，返回到⽤户模式下继续执⾏⽤户程序。
特权模式除⽤户模式外，其它模式均为特权模式（Privileged Modes）。
ARM 内部寄存器和⼀些⽚内外设在硬件设计上只允许（或者可选为只允许）特权模式下访问。
此外，特权模式可以⾃由的切换处理器模式，⽽⽤户模式不能直接切换到别的模式。
ARM微处理器 S3C2410的简介
ARM微处理器 S3C2410的简介1.1 ARM微处理器的介绍1）ARM微处理器的工作状态和工作模式从编程的角度看，ARM微处理器的工作状态有两种，可在两种状态之间切换：第一种为ARM状态，此时处理器执行32位的字对齐的ARM指令；第二种为Thumb状态，此时处理器执行16位的、半字对齐的Thumb指令。
2）ARM微处理器支持7种运行模式，分别为：用户模式（USR）：ARM处理器正常程序执行的模式。
快速中断模式（ FIQ ）：用于高速数据传输或通道处理用于快速中断服务程序。
当处理器的快速中断请求引脚有效，且CPSR（6位）中F位为0时（开中断），会产生FIQ异常。
外部中断模式（ IRQ ）：用于通用的中断处理，当处理器的外部中断请求引脚有效，且CPSR（7位）中I位为0时（开中断），会产生IRQ异常。
系统的外设可通过该异常请求中服务。
特权模式或管理员模式（SVE）：操作系统使用的保护。
执行软件中断SWI 指令和复位指令时，就进入管理模式，在对操作系统运行时工作在该模式下。
1.2 S3C2410微处理器1.2.1 概述S3C2410是韩国三星公司的一款基于ARM920T内核的16/32位RISC嵌入式微处理器，主要面向手持设备以及高性价比，低功耗的应用。
运行的频率可以达到203MHz。
ARM920T核由ARM9TDMI，存储管理单元（MMU）和高速缓存三部分组成。
其中MMU可以管理虚拟内存，高速缓存由独立的16KB地址和16KB数据高速Cache 组成。
ARM920T有两个协处理器：CP14和CP15。
CP14用于调试控制，CP15用于存储系统控制以及测试控制。
ARM920T体系结构框图图2-1 ARM920T体系结构框图1.2.2 S3C2410微处理器的结构S3C2410内部结构原理内部原理框图如下：图2-2S3C2410内部结构原理ARM 微处理器中共定义了37个编程可见寄存器，每个寄存器的长度均为32位。
中北大学嵌入式习题答案第2章
第二章 ARM体系结构一、填空1、 ARM微处理器支持7种运行模式为、、、、、、。
用户模式（usr）： ARM处理器正常的程序执行状态快速中断模式（fiq）：用于高速数据传输或通道处理外部中断模式（irq）：用于通用的中断处理管理模式（svc）：操作系统使用的保护模式数据访问终止模式(abt)：当数据或指令预取终止时进入该模式，可用于虚拟存储与存储保护。
系统模式（sys）：运行具有特权的操作系统任务。
未定义指令中止模式（und：当未定义的指令执行时进入该模式，可用于支持硬件协处理器的软件仿真。
2、嵌入式微处理器的体系结构可以采用或结构，指令系统可以选和。
冯·诺依曼体系结构:程序和数据共用一个存储空间，程序指令存储地址和数据存储地址指向同一个存储器的不同物理位置，采用单一的地址与数据总线，程序和数据的宽度相同。
例如：8086、ARM7、MIPS…哈佛体系结构:程序和数据是两个相互独立的存储器，每个存储器独立编址、独立访问，是一种将程序存储和数据存储分开的存储器结构。
例如：AVR、ARM9、ARM10…精简指令系统 RISC复杂指令集系统 CISC3、AMBA定义了3组总线、和。
AHB(AMBA高性能总线)：用于高性能。
高数据吞吐部件，如CPU、DMA、DSP之间的连接。
ASB(AMBA系统总线)：用来作处理器与外设之间的互连，将被AHB取代。
APB（AMBA外设总线）：为系统的低速外部设备提供低功耗的简易互连。
系统总线和外设总线之间的桥接器提供AHB/ASB部件与APB部件之间的访问代理与缓冲。
4、ARM系列微处理器支持的边界对齐格式有：、和字对齐。
字节对齐半字对齐5、RS-232C的帧格式由四部分组成，包括：起始位、、奇偶校验位和。
数据位停止位6、ARM微处理器有种工作模式，它们分为两类、。
其中用户模式属于。
七非特权模式特权模式非特权模式7、ARM7TDMI采用级流水线结构，ARM920TDMI采用级流水线。
嵌入式系统课后习题部分答案1
第一章1-1.简述嵌入式系统的定义。
嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，并且软硬件可裁剪，适用于应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的专用计算机系统。
1-2.简述嵌入式系统的组成。
从体系结构上看，嵌入式系统主要由嵌入式处理器、支撑硬件和嵌入式软件组成。
其中嵌入式处理器通常是单片机或微控制器，支撑硬件主要包括存储介质、通信部件和显示部件等，嵌入式软件则包括支撑硬件的驱动程序、操作系统、支撑软件及应用中间件等。
嵌入式系统的组成部分是嵌入式系统硬件平台、嵌入式操作系统和嵌入式系统应用。
嵌入式系统硬件平台为各种嵌入式器件、设备（如ARM 、PowerPC、Xscale、MIPS等）；嵌入式操作系统是指在嵌入式Linux、uCLinux、WinCE等。
1-3.ARM7处理器使用的是（ARMv4）指令集。
ARM7内核采用冯·诺依曼体系结构，数据和指令使用同一条总线。
内核有一条3级流水线，执行ARMv4指令集。
1.4.Cortex-M3主要应用在哪些方向？主要用在平衡ARM的产品的性能和功耗，提高ARM的性能,降低其功耗1.5.简述StrongARM处理器和ARM处理器的关系StrongARM是第一个包含5级流水线的高性能ARM处理器，但它不支持Thumb指令集1-6.ARM9采用的是（5）级流水线设计。
存储器系统根据哈佛体系结构（程序和数据空间独立的体系结构）重新设计，区分数据总线和指令总线。
1.7.简述ARM9和ARM9E的不同点硬件处理器不一样指令集不一样1.8.ARM11采用的是什么架构的指令ARMv6嵌入式操作系统的特点（1）体积小（2）实时性（3）特殊的开发调试环境SecureCore处理器系列的特点（1）支持ARM指令集和Thumb指令集，以提高代码密度和系统性能（2）采用软内核技术一提供最大限度的灵活性，可以防止外部对其进行扫描探测（3）提供了安全特性，可以抵制攻击（4）提供面向智能卡和低成本的存储保护单元MPU（5）可以集成用户自己的安全特性和其它的协处理器第二章2-1.简述ARM可以工作在几种模式。
第三节ARM体系结构
一般的通用寄存器
寄存器类别 寄存器在汇编中的名称
用户
系统
R0(a1)
R1(a2)
R2(a3)其中R0～R7为
R3(a4)
未R分4(v1) 组的寄存器，也
通用寄存器 和程序计数
器
就R是5(v2) 说对于任何处理 R6(v3)
器R模7(v4) 式，这些寄存器 都对应于相同的32位 R8(v5)
管理 (svc) 操作系下统保访护问代码用户模系统式复位的和寄软件存中器断响就应比时进较入方此模式
中止 (abt) 未定义 (und)
用或于存支储便 可持器虚 保，以拟护而使内存且用和操这/ 作个在A系模RM统式7TD的访MI一问没有些一大用特 些处权 受任 控务 的 支软持件硬仿资件真协源处。理器的 未定义指令异常响应时进入此模式
各模式下实际访问的寄存器
用户
系统
管理
中止
未定义
RR00
在汇编语言中寄存
R1
器R0～R1３为保存数据
R2
或地址值的通用寄存器。
R3
它们是完全通用的寄存器， R4
不会被体系结构作为特殊
R5
用途，并且可用于任何使
R6
用通用寄存器的指令。
R7
R8
R9
R10
R11
R12
R13
RR1133__ssvc
R13_abt
SSPPSSRR__fifqiq
ARM状态各模式下可以访问的寄存器
寄存器类别 寄存器在汇编中的名称
通用寄存器和 程序计数器
状态寄存器
R0 R1 R2 R3 R4 R5 R6 R7 R8 R9 R10 R11 R12 R13(SP) R14(LR) R15(PC) CPSR SPSR
常熟理工嵌入式期末考试复习选择题部分
1.以下（）不是ARM的7种运行模式之一。
A. 中断模式B. 挂起模式C. 无定义模式D. 快中断模式2 μCOS-II操作系统中，需要（）个任务就绪状态列表。
A. 64B. 1C. 63D. 83 在指令系统的各种寻址方式中，获取操作数最快的方式是（）。
A. 直接寻址B. 寄存器寻址C. 立即寻址D. 间接寻址4 RS-232C串行通信总线的电气特性要求总线信号采用（）。
A. 负逻辑B. 低电平C. 正逻辑D. 高电平5 下面哪点不是嵌入式操作系统的特点。
（）A. 高实时性B. 功能强大C. 内核精简D. 专用性强6 ARM 处理器中，（）异常可以用来响应中断。
A. SVCB. SWIC. FIQD. RESET7 Linux是UNIX类操作系统的一种，它对UNIX有很好的兼容性，下面不是它特点的是（）。
A. 多硬件平台支持，多处理器支持。
B. 交互操作性强C. 实时性强D. 内存保护模式，共享库支持，TCP/IP、SLIP和PPP支持。
8 ARM工作状态下，每取出一条指令后程序计数器PC的值应该（）。
A. 自动加4B. 自动加1C. 自动置1D. 自动清09 在ARM处理器中，（）寄存器包括全局的中断禁止位，控制中断禁止位就可以打开或者关闭中断。
A. SPSRB. CPSRC. PCD. LR10 ARM处理器比较无符号数大小时是根据（）标志位来判断的。
A. C和VB. C和ZC. Z和VD. C和N11 下面（）特性不符合嵌入式操作系统特点。
A. 实时性B. 易移植C. 微型化D. 不可定制12 用来描述一个任务，使得任务得以独立运行的数据结构是（）。
A. 以上皆不是B. TLBC. BSPD. TCB13 在嵌入式ARM 处理器中，下面哪种异常优先级最高。
（）A. ResetB. FIQC. 数据中止D. IRQ14 下面哪种嵌入式操作系统很少用于手机终端设备上。
（）A. LinuxB. μCOSC. SymbianD. WinCE15 嵌入式的软件分为（）和应用软件两个主要部分。
ARM7体系结构详细介绍
ARM7体系结构详细介绍简介ARM（Advanced RISC Machines）是一种32位的RISC（Reduced Instruction Set Computer）处理器架构，广泛应用于嵌入式系统、智能手机和平板电脑等领域。
ARM7是ARM体系结构中的一代经典产品，采用了精简指令集，具有低功耗、高效能和高性价比等特点。
架构特性处理器核心ARM7处理器核心是一个半导体芯片，包含了用于指令解码、执行、访存等任务的硬件单元。
ARM7采用了5级流水线架构，可以实现超过20万条指令每秒的处理性能。
此外，ARM7支持可选的乘法器、除法器和调试接口，以满足不同的应用需求。
寄存器ARM7提供了一组寄存器来存放指令和数据。
寄存器分为通用寄存器和特殊目的寄存器两种。
通用寄存器包括16个32位的寄存器，用于存储临时数据和计算结果。
特殊目的寄存器包括程序计数器（PC）、堆栈指针（SP）等，用于指导程序执行和管理堆栈。
存储器ARM7的存储器包括内部存储器和外部存储器两部分。
内部存储器分为指令存储器和数据存储器，用于存放程序指令和数据。
外部存储器通常是闪存、RAM等，用于扩展存储容量。
ARM7支持32位的地址总线，可以寻址最多4GB的内存空间。
性能与功耗ARM7采用了先进的CMOS工艺，使得它具有低功耗和高性能的特性。
ARM7的功耗通常在几个毫瓦到几十个毫瓦之间，可以满足嵌入式系统对功耗的严格要求。
同时，ARM7的高性能使得它可以处理复杂的计算任务，例如图像处理、音视频处理等。
调试与开发ARM7支持ARM公司定义的JTAG调试接口，可以通过调试器进行程序的单步调试、断点设置等操作。
此外，ARM7还提供了丰富的开发工具和软件支持，开发者可以使用C语言、汇编语言等进行编程，方便快捷地开发ARM7的应用程序。
应用领域由于ARM7具有低功耗、高效能和高性价比等特点，因此广泛应用于各种嵌入式系统和移动设备。
下面是一些主要的应用领域：嵌入式系统ARM7在嵌入式系统中得到了广泛的应用，例如工业控制、智能家居、汽车电子等领域。
Chap3ARM7体系结构
Chap3 ARM7体系结构1. 引言ARM7是一种32位的精简指令集计算机〔RISC〕体系结构。
它由ARM公司开发，并在许多嵌入式系统中广泛应用。
本文将介绍ARM7体系结构的根本原理和关键特征。
2. ARM7体系结构概述ARM7体系结构是一种经典的三级流水线结构，它包括指令获取、指令解码和执行三个关键阶段。
下面将详细介绍每个阶段的功能。
2.1. 指令获取阶段在指令获取阶段，ARM7从程序存储器中获取指令并将其送入指令缓存。
ARM7采用哈佛结构，即指令和数据存储器分开独立访问。
指令获取阶段还包括对指令的对齐和译码操作，以确保指令的正确执行。
2.2. 指令解码阶段在指令解码阶段，ARM7对从指令缓存中获取的指令进行解码，并将解码后的指令发送到执行阶段。
指令解码的目标是将指令转换为控制信号，以控制ARM7处理器的各个功能单元。
2.3. 执行阶段在执行阶段，ARM7根据解码后的指令执行相关操作。
ARM7的执行阶段是高度灵巧的，它可以执行多种类型的指令，包括数据操作、算术逻辑操作、控制转移和访存操作等。
3. ARM7体系结构的特点ARM7体系结构具有以下几个关键特点：3.1. 强大的性能ARM7体系结构采用了流水线技术和多发射技术，在单个时钟周期内可以执行多条指令。
这使得ARM7能够实现较高的性能和较低的延迟。
3.2. 灵巧的指令集ARM7的指令集非常灵巧，可以满足不同应用场景的需求。
ARM7指令集包括数据处理指令、访存指令、分支指令等多种类型，使得程序员能够编写高效率、简洁的代码。
3.3. 低功耗设计ARM7体系结构采用了低功耗设计，可以在嵌入式系统中实现低能耗运行。
ARM7处理器的核心局部由许多低功耗逻辑单元组成，这些单元可以根据需要自动调整电压和频率，以降低功耗。
4. ARM7体系结构的应用ARM7体系结构在各种嵌入式系统中得到了广泛应用，其中包括智能手机、平板电脑、物联网设备等。
ARM7处理器具有较小的面积和功耗，这使得它非常适合嵌入式系统的需求。
嵌入式系统基础复习题
嵌⼊式系统基础复习题嵌⼊式系统概述嵌⼊式系统的概念嵌⼊式处理器的特点嵌⼊式系统的分类实时操作系统的特征嵌⼊式操作系统的基本概念（1.3.2）嵌⼊式操作系统的必要性uC/OS的特点ARM体系结构ARM、RISC、ARM7TDMI三级流⽔线处理器状态切换⽅法处理器的模式、异常及相互关系ARM7TDMI的寄存器详情进⼊异常、复位的步骤异常的优先级存储器映射与重映射存储器格式（⼤端与⼩端）ARM7TDMI指令系统寻址⽅式第⼆操作数的形式8位位图条件码LDR，MOV, MVN, ADD, ADC, SUB, SBC, B, BL, BX, SWI, MRS, MSR, NOP 硬件结构晶振：从属模式、振荡模式，各⾃的频率范围。
CCLK计算存储加速模块：2个功能模块I2C模式的格式⽰意图（247-256）SPI，sseluC/OS编程任务函数GPIO操作按键操作OSTaskSuspend, OSTaskResume, OSDly, OSTimeDly, OSTimeDlyResume嵌⼊式系统基础复习题⼀、简答题1、什么是嵌⼊式系统？嵌⼊式系统可以定义为："嵌⼊到对象体系中的专⽤计算机应⽤系统" 。
2、嵌⼊式系统的3 个基本特点？按照嵌⼊式系统的定义，嵌⼊式系统有3个基本特点，即"嵌⼊性"、"专⽤性"与"计算机"：(1)嵌⼊性－专指计算机嵌⼊到对象体系中，实现对象体系的智能控制。
(2)专⽤性－是指在满⾜对象控制要求及环境要求下的软、硬件裁剪性。
(3)计算机－是对象系统智能化控制的根本保证，能实现对象系统的计算机智能化控制能⼒。
3、什么是嵌⼊式处理器，嵌⼊式处理器可以分为⼏⼤类？（1）嵌⼊式处理器是嵌⼊式系统的核⼼，是控制、辅助系统运⾏的硬件单元。
（2）嵌⼊式处理器可以分为以下⼏⼤类：嵌⼊式微处理器、嵌⼊式微控制器、嵌⼊式DS P处理器、嵌⼊式⽚上系统（SOC）。
ARM复习资料
第一章对嵌入式系统的定义：从技术的角度定义：以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪、适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。
从系统的角度定义：嵌入式系统是设计完成复杂功能的硬件和软件，并使其紧密耦合在一起的计算机系统。
术语嵌入式反映了这些系统通常是更大系统中的一个完整的部分，称为嵌入的系统。
嵌入的系统中可以共存多个嵌入式系统嵌入式处理器可以分为以下几大类：▪嵌入式微处理器（EMPU）；▪嵌入式微控制器（MCU）；▪嵌入式DSP处理器（DSP）；▪嵌入式片上系统（SOC）。
操作系统：多道批处理操作系统；实时操作系统；分时操作系统什么是嵌入式操作系统?嵌入式操作系统是操作系统的一种类型，是在传统操作系统的基础上上加入符合嵌入式系统要求的元素发展而来的使用嵌入式实时操作系统的必要性：▪嵌入式实时操作系统提高了系统的可靠性。
▪提高了开发效率，缩短了开发周期。
▪嵌入式实时操作系统充分发挥了32位CPU的多任务潜力常见的嵌入式实时操作系统：ulinux，windows CE，VxWorks，uc/os-II第二章ARM内核采用RISC体系结构，因此具有RISC的结构特点：▪具有大量的通用存储器；▪独特的装载/保存（load-store）结构；▪简单的寻址模式▪统一和固定长度的指令格式。
此外ARM体系结构还具有如下特性：1每条数据处理指令可同时包含算术逻辑单元（ALU）的运算和移位处理，实现ALU和移位器的最大利用；2使用地址自增和自减的寻址方式优化程序循环；3装载/保存指令对数据的批量传输，实现最大数据吞吐量;4大多数指令的条件执行，实现最快速的代码执行。
常用的ARM处理器系列：ARM7系列、ARM9系列、ARM10系列、ARM11系列、Intel的XScal 系列和MPCore系列ARM-TDMI解释：精简指令集处理器T：支持高密度16位的Thumb指令集；D：支持片上调试M：支持64位系统I：支持Embedded ICE硬件仿真从偶数地址开始的连续2个字节构成一个半字；以能被4整除的地址开始的连续4个字节构成一个字；ARM指令的长度刚好是一个字，Thumb指令的长度刚好是一个半字。
ARM期末考点
《ARM体系结构与编程》复习题1、ARM920T支持7种运行模式，分别为_用户模式_ ，快速中断模式（FIQ），_普通中断模式（IRQ），数据访问中止模式，_管理模式_，_系统模式_，未定义指令模式2、ARM处理器支持2种指令集，32位的ARM指令集和16 位的Thumb集。
3、ARM920T内核支持___ARM__ ，__Thumb__ 指令集，分别为_32___ ，_16___ 位的指令系统。
4、ARM处理器共有37 个寄存器，31 个通用寄存器， 6 个状态寄存器，其中的（R0-R7） 8个可以在任何模式下看到。
5、ARM920T体系结构所支持的最大寻址空间4G B。
6、当ARM处理器发生异常时，其优先级最高的异常是_复位异常_。
7、当处理器发生快速中断FIQ异常时，异常向量地址为0x0000001C，当处理器在复位后，异常向量地址为0x00000000 ，且处理器进入管理模式。
8、ARM920T中支持字节（8位），_半字（16位）_ ，_字（32位） 3种数据类型。
9、ARM内核有__37__ 个寄存器，__用户和系统___模式使用寄存器最少。
10、ATPCS规定数据栈为_满递减（FD）_类型，并且对数据栈的操作是__8__字节对齐的。
11、局部变量的存储方式一般是_动态__存储，全局变量一般是__静态__存储。
12、ARM920T体系结构支持两种方法存储字数据，即_大端存储模式_ ，_小端存储模式_。
13、在复位后，ARM处理器处于___管理__ 模式__ARM__ 状态。
14、ARM920T体系结构支持两种方法存储字数据，即大端存储格式和小端存储格式，其中在小端存储格式中，字数据的高字节存放在高地址单元中，而字数据的低字节存放在低地址单元中。
15、CPSR中的低8位控制位中，当T= 1 时，处理器工作在Thumb状态，当T=_0_时，处理器工作在ARM状态。
16、ARM微处理器采用的是RISC（精简指令集）体系结构。
ARM处理器模式
ARM处理器共有七种运行模式：
除了用户模式之外的其他6种处理器模式称为特权模式（privileged mode），在这些模式下，程序可以访问所有的资源，也可以任意进行处理其模式的切换。
除了系统模式之外，其他5种模式又称为异常模式。
处理器模式可以通过软件控制进行切换，也可以通过外部中断或异常处理进行切换，大多数的用户程序运行在用户模式下，这时，应用程序不能访问一些受操作系统保护的系统资源，应用程序也不能直接进行处理器模式的切换。
当需要进行处理器模式切换时，应用程序可以产生异常，在异常处理过程中进行处理器模式的切换，这种体系结构可以使操作系统控制整个系统资源。
当应用程序发生异常中断时，处理器进入相应的一场模式，在每一种异常模式中都有一组寄存器，供相应的异常处理程序使用，这样就可以保证在进入异常模式时，用户模式下的寄存器（保存了程序的运行状态）不被破坏。
系统模式并不是itongguo一场过程进入的，他和用户模式具有完全一样的寄存器，但是系统模式属于特权模式，可以访问所有的系统资源，也可以直接进行处理器模式的切换，它主要供操作系统使用。
操作系统的任务任然使用用户模式的寄存器组，而不是使用异常模式下相应的寄存器组，这样可以保证当异常中断发生时任务状态不被破坏。
[哈尔滨工程大学硕士论文基于ARM的嵌入式linux移植与裁剪研究]。
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ARM体系的7种工作模式
一、ARM体系的CPU有以下7种工作模式：
1、用户模式（usr）：正常的程序执行状态
2、快速中断模式（fiq）：
3、中断模式（irq）：
4、管理模式（svc）：操作系统使用的保护模式
5、系统模式（sys）：运行具有特权的操作系统任务
6、数据访问终止模式（abt）：数据或指令预取终止时进入该模式
7、未定义指令终止模式（und）：未定义的指令执行时进入该模式
注解：
可以通过软件来进行模式切换，或者发生各类中断、异常时CPU自动进入相应的模式；除用户模式外，其余6种工作模式都属于特权模式；
特权模式中除了系统模式以外的其余5种模式称为异常模式；
大多数程序运行于用户模式；
进入特权模式是为了处理中断、异常、或者访问被保护的系统资源；
二、ARM体系的CPU有两种工作状态
1、ARM
2、THumb
CPU上电处于ARM状态
三、寄存器
ARM有31个通用的32位寄存器，6个程序状态寄存器，共分为7组，有些寄存器是所有工作模式共用的，还有一些寄存器专属于每一种工作模式；
R13——栈指针寄存器，用于保存堆栈指针；
R14——程序连接寄存器，当执行BL子程序调用指令时，R14中得到R15的备份，而当发生中断或异常时，R14保存R15的返回值；
R15——程序计数器；
快速中断模式有7个备份寄存器R8—R14，这使得进入快速中断模式执行很大部分程序时，甚至不需要保存任何寄存器；
其它特权模式都含有两个独立的寄存器副本R13、R14，这样可以令每个模式都拥有自己的堆栈指针和连接寄存器；
四、当前程序状态寄存器（CPSR）
CPSR中各位意义如下：
T位：1——CPU处于Thumb状态，0——CPU处于ARM状态；
I、F（中断禁止位）：1——禁止中断，0——中断使能；
工作模式位：可以改变这些位，进行模式切换；
五、程序状态保存寄存器（SPSR）
当切换进入某一个特权模式时，SPSR保存前一个工作模式的CPSR值，这样，当返回前一个工作模式时，可以将SPSR的值恢复到CPSR中；
六、模式切换
当异常发生，CPU进入相应的异常模式时，以下工作是由CPU自动完成的：
1、在异常模式的R14中保存前一工作模式的下一条即将执行的指令地址；
2、将CPSR的值复制到异常模式的SPSR中；
3、将CPSR的工作模式设为该异常模式对应的工作模式；
4、令PC值等于这个异常模式在异常向量表中的地址，即跳转去执行异常向量表中的相应指令；
从异常工作模式退回到之前的工作模式时，需要由软件来完成以下工作：
1、将异常模式的R14减去一个适当的值（4或8）后赋给PC寄存器；
2、将异常模式SPSR的值赋给CPSR；。