第一章ARM微处理器概述知识分享
第一章 ARM Cortex-A8 处理器概述
美国WindRiver公司 一种嵌入式实时操作系统（RTOS） 在当前市场占有率最高的嵌入式实时操作系统 微软 是基于掌上型电脑类的电子设备操作系统 具有模块化、结构化和基干Win32应用程序接口以及与 处理器无关等特点
（2）Windows CE
9
三、嵌入式操作系统举例
US Seattle, Los Gatos, Walnut Creek, Austin, Boston, San Diego China Taiwan and Shanghai Japan Shin-Yokohama (Tokyo)
ARM营销模式
将技术授权给 其它芯片厂商
形成各具特色 的ARM芯片
26
1.2 主流的ARM处理器介绍
ARM微处理器丰富的体系主要包括以下四个部分 ：
ARM Cortex应用程序处理器。 ARM Cortex嵌入式处理器。 经典ARM处理器。 ARM专家处理器
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1.2.1 ARM体系结构命名规则
ARM产品通常以ARM【x】【y】【z】【T】【D】 【M】【I】【E】【J】【F】【－S】形式出现。
（1）移动Internet的理想选择。 （2）高性能。Cortex-a设备可为其目标应用领域 提供各种可伸缩的能效性特点。 （3）多核技术。Cortex-A5、Cortex-A9、和 Cortex-A15处理器都支持ARM的第二代多核技术 。 （4）高级扩展。 Thumb-2 TrustZone 安全扩展 Jazelle技术
区别于Cortex应用程序处理器对操作系统和移动 Internet的支持偏向，Cortex嵌入式处理器旨在为 各种不同的市场提供服务。嵌入式处理器主要着 重于在各种功耗敏感性应用中提供具有高确定性 的实时行为。 ARM Cortex嵌入式处理器主要包括Cortex-M系列 和Cortex-R系列。
ARM简介及编程
ARM简介及编程1.ARM简介(摘录) ARM（Advanced RISC Machines）是微处理器行业的一家知名企业，设计了大量高性能、廉价、耗能低的RISC处理器、相关技术及软件。
技术具有性能高、成本低和能耗省的特点。
适用于多种领域，比如嵌入控制、消费/教育类多媒体、DSP和移动式应用等。
ARM将其技术授权给世界上许多著名的半导体、软件和OEM厂商，每个厂商得到的都是一套独一无二的ARM相关技术及服务。
利用这种合伙关系，ARM很快成为许多全球性RISC标准的缔造者。
目前，总共有30家半导体公司与ARM签订了硬件技术使用许可协议，其中包括Intel、IBM、LG半导体、NEC、SONY、菲利浦和国民半导体这样的大公司。
至于软件系统的合伙人，则包括微软、升阳和MRI等一系列知名公司。
ARM架构是面向低预算市场设计的第一款RISC微处理器。
2.产品介绍ARM提供一系列内核、体系扩展、微处理器和系统芯片方案。
由于所有产品均采用一个通用的软件体系，所以相同的软件可在所有产品中运行（理论上如此）。
典型的产品如下。
①CPU内核--ARM7：小型、快速、低能耗、集成式RISC内核，用于移动通信。
-- ARM7TDMI(Thumb):这是公司授权用户最多的一项产品，将ARM7指令集同Thumb 扩展组合在一起，以减少内存容量和系统成本。
同时，它还利用嵌入式ICE调试技术来简化系统设计，并用一个DSP增强扩展来改进性能。
该产品的典型用途是数字蜂窝电话和硬盘驱动器。
--ARM9TDMI:采用5阶段管道化ARM9内核，同时配备Thumb扩展、调试和Harvard 总线。
在生产工艺相同的情况下，性能可达ARM7TDMI的两倍之多。
常用于连网和顶置盒。
②体系扩展-- Thumb:以16位系统的成本，提供32位RISC性能，特别注意的是它所需的内存容量非常小。
③嵌入式ICE调试由于集成了类似于ICE的CPU内核调试技术，所以原型设计和系统芯片的调试得到了极大的简化。
ARM 基础知识
ARM 课程考试相关知识点主要：●嵌入式系统的五个特性包括：专用性，可剪裁性，可靠性，低功耗性和实时性。
●嵌入式系统的特点：专用性强，可剪裁性好，实时性和可靠性好，功耗低●嵌入式操作系统的特点：微型化，可裁剪性，实时性，高可靠性，易移植性●嵌入式系统设计过程的主要步骤（5个）：⏹1、系统需求分析⏹2、体系结构设计⏹3、硬件/软件设计⏹4、系统集成⏹5、系统测试●ARM处理器的五个系列：（体系架构是否是冯诺依曼）ARM7和ARM9的体系架构？⏹ARM7（冯诺依曼结构）⏹ARM9（哈佛体系结构）⏹ARM9E（哈佛体系结构）⏹ARM10E⏹SecurCore冯诺依曼结构指数据空间和地址空间不分开；哈佛结构数据空间和地址空间是分开的●操作系统指令执行的三个阶段⏹1、获得指令⏹2、分析指令⏹3、执行指令●代码密度：就是处理完成一个完整的操作,需要的指令条数，按字节计算越少效率越高●MMU(Memory Management Unit)：存储器管理单元。
P176存储器管理单元MMU主要完成以下工作：虚拟存储空间到物理存储空间的映射；存储器访问权限的控制；设置虚拟存储空间的缓冲的特征。
MMU可以将某些地址变换条目锁定在快表【TLB（translation lookasidebuffer）】中，从而使得进行与该地址变换条目相关的地址变换速度保持很快。
MMU可以将整个存储空间分为最多16个域。
功能：将虚拟地址映射为物理地址；提供硬件机制的内存访问授权。
●ARM的寻址方式⏹立即数寻址⏹寄存器寻址⏹寄存器移位寻址⏹寄存器间接寻址⏹多寄存器寻址⏹基址变址寻址⏹相对寻址⏹堆栈寻址⏹块拷贝寻址●嵌入式系统/操作系统？主要由哪几部分组成嵌入式系统的组成部分：⏹嵌入式处理器（ARM，MIPS，PowerPC）⏹外围设备（存储器接口）⏹嵌入式操作系统⏹应用软件●ARM的最小系统，画出框图，并说明。
1. ARM芯片。
2. 电源电路、复位电路，晶振电路。
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。
ARM应用系统开发详解(入门资料)
ARM应用系统开发详解（入门资料）第1章ARM微处理器概述本章简介ARM微处理器的一些基本概念、应用领域及特点，引导读者进入ARM技术的殿堂。
本章主要内容：－ ARM及相关技术简介－ ARM微处理器的应用领域及特点－ ARM微处理器系列－ ARM微处理器的体系结构－ ARM微处理器的应用选型1.1 ARM－ADV ANCED RISC MachinesARM（ADV ANCED RISC Machines），既可以认为是一个公司的名字，也可以认为是对一类微处理器的通称，还可以认为是一种技术的名字。
1991年ARM公司成立于英国剑桥，主要出售芯片设计技术的授权。
目前，采用ARM技术知识产权（IP）核的微处理器，即我们通常所说的ARM微处理器，已遍及工业控制、消费类电子产品、通信系统、网络系统、无线系统等各类产品市场，基于ARM技术的微处理器应用约占据了32位RISC微处理器75％以上的市场份额，ARM技术正在逐步渗入到我们生活的各个方面。
ARM公司是专门从事基于RISC技术芯片设计开发的公司，作为知识产权供应商，本身不直接从事芯片生产，靠转让设计许可由合作公司生产各具特色的芯片，世界各大半导体生产商从ARM公司购买其设计的ARM微处理器核，根据各自不同的应用领域，加入适当的外围电路，从而形成自己的ARM微处理器芯片进入市场。
目前，全世界有几十家大的半导体公司都使用ARM公司的授权，因此既使得ARM技术获得更多的第三方工具、制造、软件的支持，又使整个系统成本降低，使产品更容易进入市场被消费者所接受，更具有竞争力。
1.2 ARM微处理器的应用领域及特点1.2.1 ARM微处理器的应用领域到目前为止，ARM微处理器及技术的应用几乎已经深入到各个领域：1、工业控制领域：作为32的RISC架构，基于ARM核的微控制器芯片不但占据了高端微控制器市场的大部分市场份额，同时也逐渐向低端微控制器应用领域扩展，ARM微控制器的低功耗、高性价比，向传统的8位/16位微控制器提出了挑战。
ARM体系简介解析
2、采用哈佛结构
根据计算机的存储器结构及其总线连接形式，计算机系统可以分为冯· 诺 依曼结构和哈佛结构。ARM9采用的就是哈佛结构，而ARM7采用的则是 冯·诺依曼结构。
主流的ARM处理器介绍
冯· 诺依曼结构
数据存储器
哈佛结构
地址 数据 地址 指令 CPU PC
程序存储器
在RISC架构的处理器中大约有30%的指令是Load-Store指令，而采 用哈佛结构将大大提升这两个指令的执行速度，提高系统效率。
ARM9是本书所采用的微处理器，下面关于ARM9的介绍也是更多地 集中于ARM9E。
主流的ARM处理器介绍
• ARM9处理器的特点 • 1、流水线
对嵌入式系统设计者来说，硬件通常是第一考虑的因素。每一级流水 都对应CPU的一个时钟周期，如果一级流水中的逻辑过于复杂，使得执 行时间居高不下，必然导致所需的时钟周期变长，造成CPU的主频不能 提升。所以流水线的拉长，有利于CPU主频的提高。Arm7使用三级流水 线、ARM9使用五级流水线。
Cortex-M系列基本特征：
成本低 能耗低可兼容性好 易于使用
主流的ARM处理器介绍
• ARM Cortex嵌入式处理器应用领域
Cortex-R系列基本特征 快速 确定性 安全 成本效益
Cortex-M系列应用领域
Cortex-R系列应用领域
主流的ARM处理器介绍
• 经典ARM处理器
S3C2440A处理器
• 我们使用的开发板是基于S3C2440A处理器的。S3C2440A是一款由 Samsung公司使用ARM920T核，它的低功耗、精简而出色的全静态设计 特别适用于对成本和功耗敏感的领域。S3C2440A实现了MMU、 AMBA（Advanced Micro controller Bus Architecture）BUS和哈佛高 速缓冲体系结构。
CORTEX-M4知识点总结
C O R T E X-M4知识点总结(总36页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--Cortex-M4内核知识点总结余明目录Cortex-M4内核知识点总结........................ 错误!未定义书签。
1 ARM处理器简介................................ 错误!未定义书签。
2 架构.......................................... 错误!未定义书签。
架构简介.................................... 错误!未定义书签。
编程模型.................................... 错误!未定义书签。
存储器系统.................................. 错误!未定义书签。
复位和复位流程.............................. 错误!未定义书签。
3 指令集........................................ 错误!未定义书签。
CM4指令集特点............................. 错误!未定义书签。
Cortex-M处理器间的指令集比较.............. 错误!未定义书签。
汇编指令简要介绍........................... 错误!未定义书签。
处理器内传送数据....................... 错误!未定义书签。
存储器访问指令......................... 错误!未定义书签。
算数运算............................... 错误!未定义书签。
逻辑运算............................... 错误!未定义书签。
移位................................... 错误!未定义书签。
ARM简介
ARM是什么？ ARM为什么存在？ ARM有什么优势？ ARM体系结构的发展历程？ ARM可以应用在哪些方面？
3
一、ARM是什么
ARM——Advanced RISC Machines ARM——高级RISC微处理器 一家公司 一种技术 一类微处理器
4
1.ARM公司
ARM英文全称Advanced RISC Machines， 是英国一家电子公司的名字，该公司成立于 1990年11月，是苹果电脑，Acorn电脑集团 和VLSI Technology的合资企业。
目前,全世界有几十家大的半导体公司都使 用ARM公司的授权,因此既使得 ARM处理器 技术获得更多的第三方工具、制造、软件的 支持,又使整个系统成本降低,使产品更容易进 入市场被消费者所接受,更具有竞争力。
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ARM是什么？ ARM为什么存在？ ARM有什么优势？ ARM体系结构的发展历程？ ARM可以应用在哪些方面？
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ARM是什么？ ARM为什么存在？ ARM有什么优势？ ARM体系结构的发展历程？ ARM可以应用在哪些方面？
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三、ARM的优势
ARM微处理器的优点 ARM公司的优势
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1.ARM微处理器的优点
体积小、功耗低、低成本、高性能; 支持Thumb（16位）/ARM（32位）双指令集,
31
参考文献
[1]何荣森，何希顺，张跃.从ARM体系看嵌入式处 理器的发展[J].微电子学与计算机，2002(5) :4245.
[2]王红展.基于嵌入式实时操作系统的ARM控制平 台的实现[D]. 成都：电子科技大学，2004.
[3]费浙平. ARM结构体系发展介绍[J]. 嵌入式系统开 发：技术讲座，2005(4)：40-41.
ARM入门教程.pdf
目录第1章 ARM微处理器概述 51.1 ARM－Advanced RISC Machines 51.2 ARM微处理器的应用领域及特点 51.2.1 ARM微处理器的应用领域 51.2.2 ARM微处理器的特点 61.3 ARM微处理器系列 61.3.1 ARM7微处理器系列 61.3.2 ARM9微处理器系列 71.3.3 ARM9E微处理器系列 71.3.4 ARM10E微处理器系列 71.3.5 SecurCore微处理器系列 81.3.6 StrongARM微处理器系列 81.3.7 Xscale处理器 81.4 ARM微处理器结构 81.4.1 RISC体系结构 81.4.2 ARM微处理器的寄存器结构 91.4.3 ARM微处理器的指令结构 91.5 ARM微处理器的应用选型 101.6 本章小节10第2章 ARM微处理器的编程模型 112.1 ARM微处理器的工作状态 112.2 ARM体系结构的存储器格式 112.3 指令长度及数据类型 122.4 处理器模式 122.5 寄存器组织 132.5.1 ARM状态下的寄存器组织 132.5.2 Thumb状态下的寄存器组织 152.5.3 程序状态寄存器 162.6 异常（Exceptions） 182.6.1 ARM体系结构所支持的异常类型 182.6.2 对异常的响应 182.6.3 从异常返回 192.6.4 各类异常的具体描述 192.6.5 异常进入/退出小节 202.6.6 异常向量（Exception Vectors） 202.6.7 异常优先级（Exception Priorities） 212.6.8 应用程序中的异常处理 212.7 本章小节21第3章 ARM微处理器的指令系统 223.1 ARM微处理器的指令集概述 223.1.1 ARM微处理器的指令的分类与格式 223.1.2 指令的条件域 233.2 ARM指令的寻址方式 233.2.1 立即寻址 243.2.2 寄存器寻址 243.2.2 寄存器间接寻址 243.2.3 基址变址寻址 243.2.4 多寄存器寻址 253.2.5 相对寻址 253.2.6 堆栈寻址 253.3 ARM指令集 253.3.1 跳转指令 253.3.2 数据处理指令 263.3.3 乘法指令与乘加指令 303.3.4 程序状态寄存器访问指令 323.3.5 加载/存储指令 323.3.6 批量数据加载/存储指令 343.3.7 数据交换指令 353.3.8 移位指令（操作） 353.3.9 协处理器指令 363.3.10 异常产生指令 383.4 Thumb指令及应用 383.5 本章小节39第4章 ARM程序设计基础 404.1 ARM汇编器所支持的伪指令 404.1.1 符号定义（Symbol Definition）伪指令 404.1.2 数据定义（Data Definition）伪指令 414.1.3 汇编控制（Assembly Control）伪指令 434.1.4 其他常用的伪指令 454.2 汇编语言的语句格式 484.2.1 在汇编语言程序中常用的符号 494.2.2 汇编语言程序中的表达式和运算符 494.3 汇编语言的程序结构 524.3.1 汇编语言的程序结构 524.3.2 汇编语言的子程序调用 524.3.3 汇编语言程序示例 534.3.4 汇编语言与C/C++的混合编程 554.4 本章小节56第5章应用系统设计与调试 575.1 系统设计概述 575.2 S3C4510B概述 585.2.1 S3C4510B及片内外围简介 585.2.2 S3C4510B的引脚分布及信号描述 615.2.3 CPU内核概述及特殊功能寄存器（Special Registers） 675.2.4 S3C4510B的系统管理器（System Manager） 725.3 系统的硬件选型与单元电路设计 825.3.1 S3C4510B芯片及引脚分析 825.3.2 电源电路 835.3.3 晶振电路与复位电路 835.3.4 Flash存储器接口电路 855.3.5 SDRAM接口电路 895.3.6 串行接口电路 935.3.7 IIC接口电路 945.3.8 JTAG接口电路 955.3.9 10M/100M以太网接口电路 965.3.10 通用I/O接口电路 1005.4 硬件系统的调试 1015.4.1 电源、晶振及复位电路 1015.4.2 S3C4510B及JTAG接口电路 1025.4.3 SDRAM接口电路的调试 1035.4.4 Flash接口电路的调试 1055.4.5 10M/100M以太网接口电路 1055.5 印刷电路板的设计注意事项 1055.5.1 电源质量与分配 1055.5.2 同类型信号线的分布 1065.6 本章小节 106 第6章部件工作原理与编程示例 1076.1 嵌入式系统的程序设计方法 1076.2 部件工作原理与编程示例 1086.2.1 通用I/O口工作原理与编程示例 1086.2.2 串行通讯工作原理与编程示例 1116.2.3 中断控制器工作原理与编程示例 1206.2.4 定时器工作原理与编程示例 1236.2.5 GDMA工作原理与编程示例 1276.2.6 IIC总线控制器工作原理 1336.2.7 以太网控制器工作原理 138主要特性139MAC功能模块 140 带缓冲DMA接口（Buffered DMA Interface） 144以太网控制器特殊功能寄存器（Ethernet Controller Special Registers） 147MAC寄存器（Media Access Control（MAC）Register） 154以太网控制器的操作（Ethernet Controller Operation） 160发送一个帧（Transmitting a Frame） 162接收一个帧（Receiving a Frame） 1626.2.8 Flash存储器工作原理与编程示例 1626.3 BootLoader简介 1676.4 本章小节 167 第7章嵌入式uClinux及其应用开发 1687.1 嵌入式uClinux系统概况 1687.2 开发工具GNU的使用 1707.2.1 GCC编译器 1707.2.2 GNU Make 1727.2.3 使用GDB调试程序 1777.3 建立uClinux开发环境 1807.3.1 建立交叉编译器 1817.3.2 uClinux针对硬件的改动 1847.3.3 编译uClinux内核 1857.3.4 内核的加载运行 1877.4 在uClinux下开发应用程序 1887.4.1 串行通信 1907.4.2 socket编程 1957.4 .3 添加用户应用程序到uClinux 2027.4.4 通过网络添加应用程序到目标系统 2057.5 本章小结 207 第8章ARM ADS集成开发环境的使用 2098.1 ADS集成开发环境组成介绍 2098.1.1 命令行开发工具 2098.1.2 ARM运行时库 2188.1.3 GUI开发环境(Code Warrior和AXD) 2198.1.4 实用程序 2218.1.5 支持的软件 2218.2 使用ADS创建工程 2228.2.1 建立一个工程 2228.2.2 编译和链接工程 2258.2.3 使用命令行工具编译应用程序 2298.3 用AXD进行代码调试 2308.4 本章小结 233第1章 ARM微处理器概述本章简介ARM微处理器的一些基本概念、应用领域及特点，引导读者进入ARM技术的殿堂。
KL25-ch02ARMCortex-M0处理器
macroname: .macro [arg0][ ,arg1][, arg3]
……
.endm 定义一个宏，以macroname .macro开始，以.endm 结束。在宏内部表达式中，可以用.mexit伪指令直接退出 宏，放弃后面命令。macro后面的参数是宏被调用时的参 数，定义的宏名称不能与汇编指令及汇编伪指令名称相 冲突，可以是标识符。
1
ARM公司在经典处理器ARM11以后的产品统一改 用Cortex命名，并分成A50、A、R和M四类，旨在为各 种不同的市场提供服务。
1．ARM Cortex-A50系列处理器 该系列处理器是面向高效的低功耗服务器市场领域。 2．ARM Cortex-A系列处理器 该系列处理器是面向尖端的基于虚拟内存的操作系 统和用户应用。 3．ARM Cortex-R系列处理器 该系列处理器是针对实时系统，为具有严格的实时 响应限制的嵌入式系统提供高性能计算解决方案。 4．ARM Cortex-M系列处理器 该系列处理器是一系列可向上兼容的高能效、易于 使用的处理器，旨在帮助开发人员满足将来的嵌入式应 用的需要。
2.1 ARM 处理器应用概述
ARM即Advanced RISC Machines的缩写。1985年 4月26日，第一个ARM原型在英国剑桥的Acorn计算机有 限公司诞生，由美国加州SanJoseVLSI技术公司制造。目 前，ARM微处理器已遍及各类嵌入式产品市场，基于 ARM技术的微处理器的应用，约占据了32位RISC微处理 器75％以上的市场份额，ARM技术正在逐步渗入到我们 生活的各个方面。
1. ARM Cortex-M0+指令简表
其共有57条 基本指令， 依据不同的 寻址方式形 成68条具体 指令
7
嵌入式系统开发基础—基于ARM9微处理器C语言程序设计(第五版)配套课件
1. ARM7系列微处理器
ARM7系列微处理器是低功耗的32位RISC处理器，适合用 于对价位和功耗要求较高的消费类产品。ARM7系列有如下 特点： ❖ ·具有嵌入式ICE—RT逻辑，调试开发方便。 ❖ ·极低的功耗，适合对功耗要求较高的产品，如便携式 产品。 ❖ ·能够提供0.9 MIPS（MIPS，每秒百万条指令）/MHz 的三级流水线结构。 ❖ ·对操作系统的支持广泛，如Windows CE、Linux、 PalmOS（最流行的掌上电脑操作系统）等。 ❖ ·指令系统与ARM9系列、ARM9E系列和ARM10E系列 兼容，便于用户的产品升级换代。 ❖ ·主频最高可达130MHz，高速的运算处理能力可胜任 绝大多数的复杂应用。
1.1.2 嵌入式控制系统的设计方法
❖ 做为嵌入式控制器的单片机，不管是8位单片机还 是16位单片机或32位单片机，由于受其本身资源限 制，其应用程序都不能在其本身上开发。开发其应 用程序，还需要一台通用计算机，如常用的IBMPC机或兼容机，Mindows95/98/2000或XP操作系 统，256M以上内存，1G以上硬盘内存空间（运行 交叉编译环境ADS1.2最低配置）。我们也称这台 通用计算机为“宿主机”，称做为嵌入式控制器的 单片机为“目标机”。应用程序在“宿主机”上开 发，在“目标机”上运行。“目标机”和“宿主机” 之间利用计算机并口通过一台叫“仿真器”的设备 相连，程序可以从“宿主机”传到“目标机”，这 也叫程序下载，也可以从“目标机”
1.1.3 嵌入式控制系统各种设计方法 的特点
1. 目标机上安装某种嵌入式操作系统
❖ 人们在目标机上嵌入某种功能较强且占用内 存较少的操作系统，用户程序在该操作系统 支持下运行。我们也把这种操作系统叫嵌入 式操作系统，嵌入式操作系统有多种，如比 较著名的Windows CE，Linux，μC/OS-Ⅱ 等等。特别是Linux操作系统，由于代码简 练、功能强大、内核公开等优点，获得广泛 应用。
《ARM技术概述》课件
ARM的软件生态系统提供丰富的API和中间件，方便开发者进行应用 开发和集成。
ARM的开源项目
ARM积极参与开源项目，推 动ARM架构在开源领域的发
展和应用。
1
ARM在开源项目中提供技术 支持和代码贡献，与全球开 发者共同推动开源项目的发
展。
ARM的开源项目涵盖多个领 域，如操作系统、编译器、 虚拟化技术等，为开发者提 供丰富的资源和工具。
04
ARM的生态系统ChaFra bibliotekterARM的芯片厂商
ARM与众多芯片厂商合作，如高通、联发科、三星等 ，这些厂商基于ARM架构设计生产各种芯片，广泛应
用于智能手机、平板电脑、嵌入式系统等领域。
输标02入题
ARM的芯片厂商采用ARM架构，可以快速开发出高 性能、低功耗的芯片，满足市场需求。
01
03
ARM的芯片厂商与ARM保持密切合作，共同推动 ARM架构的发展和普及。
AI和机器学习集成
未来的ARM架构可能会集成更多 的人工智能和机器学习功能，以 加速这些技术在嵌入式系统中的 应用。
ARM的应用前景
1 2 3
物联网设备
随着物联网的普及，ARM架构将广泛应用于各 种小型、低功耗的设备中，如智能家居、智能穿 戴等。
高性能计算
随着ARM架构性能的提升，它也可能在高性能 计算领域获得更多的应用，如服务器、数据中心 等。
03
ARMADA Secure 系列
ARMADA Secure系列是针对安 全关键系统设计的处理器系列， 具有高度的安全性能。
ARM架构的应用场景
移动设备
ARM架构的处理器广泛应用于智 能手机、平板电脑等移动设备。
物联网
ARM微处理器的指令系统
ARM微处理器的指令系统ARM微处理器的指令系统介绍ARM指令集、Thumb指令集，以及各类指令对应的寻址方式，通过对本章的阅读，希望读者能了解ARM微处理器所支持的指令集及具体的使用方法。
本章的主要内容有：－ ARM指令集、Thumb指令集概述。
－ ARM指令集的分类与具体应用。
－ Thumb指令集简介及应用场合。
3.1 ARM微处理器的指令集概述3.1.1 ARM微处理器的指令的分类与格式ARM微处理器的指令集是加载/存储型的，也即指令集仅能处理寄存器中的数据，而且处理结果都要放回寄存器中，而对系统存储器的访问则需要通过专门的加载/存储指令来完成。
ARM微处理器的指令集可以分为跳转指令、数据处理指令、程序状态寄存器（PSR）处理指令、加载/存储指令、协处理器指令和异常产生指令六大类，具体的指令及功能如表3-1所示（表中指令为基本ARM指令，不包括派生的ARM指令）。
表3-1 ARM指令及功能描述3.1.2 指令的条件域当处理器工作在ARM状态时，几乎所有的指令均根据CPSR中条件码的状态和指令的条件域有条件的执行。
当指令的执行条件满足时，指令被执行，否则指令被忽略。
每一条ARM指令包含4位的条件码，位于指令的最高4位[31:28]。
条件码共有16种，每种条件码可用两个字符表示，这两个字符可以添加在指令助记符的后面和指令同时使用。
例如，跳转指令B可以加上后缀EQ变为BEQ表示“相等则跳转”，即当CPSR中的Z标志置位时发生跳转。
在16种条件标志码中，只有15种可以使用，如表3-2所示，第16种（1111）为系统保留，暂时不能使用。
表3-2 指令的条件码所谓寻址方式就是处理器根据指令中给出的地址信息来寻找物理地址的方式。
目前ARM指令系统支持如下几种常见的寻址方式。
3.2.1 立即寻址立即寻址也叫立即数寻址，这是一种特殊的寻址方式，操作数本身就在指令中给出，只要取出指令也就取到了操作数。
这个操作数被称为立即数，对应的寻址方式也就叫做立即寻址。
arm内核全解析_arm内核体系结构分类介绍
arm内核全解析_arm内核体系结构分类介绍ARM处理器是英国Acor n有限公司设计的低功耗成本的第一款RISC微处理器。
全称为Ad vanced RISC Machine。
ARM处理器本身是32位设计，但也配备16位指令集，一般来讲比等价32位代码节省达35%，却能保留32位系统的所有优势。
ARM内核特点ARM处理器为RISC芯片，其简单的结构使ARM内核非常小，这使得器件的功耗也非常低。
它具有经典RISC的特点：* 大的、统一的寄存器文件；* 简单的寻址模式；* 统一和固定长度的指令域，3地址指令格式，简化了指令的译码。
编译开销大，尽可能优化，采用三地址指令格式、较多寄存器和对称的指令格式便于生成优化代码；* 单周期操作，ARM指令系统中的指令只需要执行简单的和基本的操作，因此其执行过程在一个机器周期内完成；* 固定的32位长度指令，指令格式固定为32位长度，这样使指令译码结构简单，效率提高；* 采用指令流水线技术。
ARM内核体系结构ARM架构自诞生至今，已经发生了很大的演变，至今已定义了7种不同的版本：V1版架构：该架构只在原型机ARM1出现过，其基本性能包括基本的数据处理指令（无乘法）、字节、半字和字的Load/Store指令、转移指令，包括子程序调用及链接指令、软件中断指令、寻址空间64MB。
V2版架构：该版架构对V1版进行了扩展，如ARM2与ARM3（V2a版）架构，增加的功能包括乘法和乘加指令、支持协处理器操作指令、快速中断模式、SWP/SWPB的最基本存储器与寄存器交换指令、寻址空间64MB。
V3版架构：该版对ARM体系结构作了较大的改动，把寻址空间增至32位（4G B），增加了当前程序状态寄存器CPSR和程序状态保存寄存器 SPSR以便于异常处理。
增加了中止和未定义2种处理器模式。
ARM6就采用该版结构。
指令集变化包括增加了M RS/MSR指令，以访问新增的CPSR /SPSR寄存器、增加了从异常处理返回的指令功能。
ARM基础知识
复习问题提纲第一讲基础知识1.什么是嵌入式系统（IEEE定义和国内普遍认同的定义分别是什么）？IEEE（国际电气和电子工程师协会）对嵌入式系统的定义：“用于控制、监视或者辅助操作机器和设备的装置”国内普遍认同的嵌入式系统定义为：以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件可裁剪，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等严格要求的专用计算机系统。
更简单的讲:就是嵌入到对象体中的专用计算机系统。
三要素：嵌入、专用、计算机嵌入性：嵌入到对象体系中，有对象环境要求专用性：软、硬件按对象要求裁减计算机：实现对象的智能化功能2.嵌入式系统的特点？1、专用软、硬件可剪裁可配置；2、低功耗、高可靠性、高稳定性；3、软件代码短小精悍；4、代码可固化；5、实时性；6、弱交互性7、嵌入式系统软件开发通常需要专门的开发工具和开发环境；8、要求开发、设计人员有较高的技能。
3.嵌入式系统的组成？嵌入式系统总体上是由硬件和软件组成的，硬件是其基础，软件是其核心和灵魂。
第二讲ARM技术概述（以下指的arm处理器都是指ARM920T）1.arm处理器是32位架构，它支持的基本数据类有哪3个（提示：字节、？、？）？(1)Byte:字节，8bit(2)Halfword:半字，16bit（半字必须与2字节边界对齐）（3）word:字，32bit（字必须与4字节边界对齐）2.什么是存储大小端模式？所谓的大端模式，是指高位字节存放在低地址单元中，而低位字节存放在高地址单元中。
所谓的小端模式，是指低位字节存放在低地址单元中，而高位字节存放在高地址单元中。
3.arm处理器有哪7种工作模式，每种工作模式下通用工作寄存器有多少个、作用是什么、各个模式间哪些模式下有自己专有的寄存器，哪些寄存器是各个模式彼此公用的，哪些寄存器一般有固定的用途是什么？哪两种模式寄存器完全相同，哪种模式它的专有寄存器最多？（1）ARM微处理器支持7种运行模式，分别为：用户模式(usr)：ARM处理器正常的程序执行状态。
ARM技术概述
03
ARM处理器核心技术
ARM处理器核心技术简介
01
02
03
低功耗设计
ARM处理器以其低功耗设 计而著称，使得移动设备 能够拥有更长的续航时间 。
高性能
ARM处理器提供了出色的 性能，能够满足各种复杂 任务的处理需求。
广泛应用
ARM处理器在智能手机、 平板电脑、嵌入式设备等 多个领域得到了广泛应用 。
现状
至今，ARM技术已经成为全球使用 最广泛的处理器架构之一，特别是 在移动设备和嵌入式系统领域占据 主导地位。
ARM技术的应用领域
移动设备领域
ARM技术被广泛应用于手机、平 板电脑等移动设备中，提供了强 大的处理性能和出色的电池续航
能力。
嵌入式系统领域
ARM架构也常用于各种嵌入式系 统，如工业控制、医疗设备、智 能家居等，其高效能与低功耗特
基于ARM开发板的实验教程
基础实验
包括LED灯控制、按键输入处理、串口通信等基础实验， 帮助初学者熟悉ARM开发板的基本操作和GPIO、串口等 外设接口的使用。
进阶实验
涉及PWM信号生成、ADC模拟信号采集、I2C和SPI总线 通信等进阶实验，进一步提高学习者对ARM嵌入式系统的 理解和应用能力。
发和实现ARM技术的各种应用。
02 03
常见型号
常见的ARM开发板包括Raspberry Pi、STM32 Nucleo、NVIDIA Jetson Nano等，它们采用不同的ARM处理器，并配备了相应的外设 接口和实验资源。
特性与优势
ARM开发板通常具有低功耗、高性能、接口丰富等特点，适用于各种 嵌入式系统和物联网应用的开发。
ARM处理器通常具有多级流水线，如五级 、七级等，级别越高，处理器性能越强。
第1章 ARM处理器概述
本环节主要学习ARM的概念，及ARM做为一种 处理器的IP核在应用方面的优势，并对ARM公 司的成长历程做了详细阐述。
课程目录
嵌入式处理器简介 2 ARM公司发展史 3 ARM体系结构的命名规则
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4 ARM系列处理器 5 ARM 微处理器的应用领域及特点
ARM体系结构的命名规则
ARM产品通常以ARM【x】【y】【z】【T】【D】【M】【I】【E】 【J】【F】【－S】形式出现。
嵌入式DSP处理器
DSP处理器是专门用于信号处理方面的处理器，其在系统结构和指 令算法方面进行了特殊设计，具有很高的编译效率和指令的执行速 度。在数字滤波、FFT、谱分析等各种仪器上DSP获得了大规模的应 用。 DSP的理论算法在70年代就已经出现，但是由于专门的DSP处理器还 未出现，所以这种理论算法只能通过MPU等由分立元件实现。1982 年世界上诞生了首枚DSP芯片。在语音合成和编码解码器中得到了 广泛应用。DSP的运算速度进一步提高，应用领域也从上述范围扩 大到了通信和计算机方面。 目前最为广泛应用的嵌入式DSP处理器是TI的TMS320C2000/ C5000 系列，另外如Intel的MCS-296和Siemens的TriCore也有各自的应用 范围。 典型代表:TI的TMS320C2000/C5000系列,DM系列
注: 可以看出此定义是从应用上考虑的，嵌入式系统是软件和硬件的综合体 ，还可以涵盖机电等附属装置
嵌入式处理器的定义: 是嵌入式系统的核心，是控制、辅助系统运行的硬件单元。范 围极其广阔，从最初的４位处理器，目前仍在大规模应用的8位 单片机，到最新的受到广泛青睐的32位，64位嵌入式CPU。
嵌入式系统的定义