01第一讲ARM系统简介--手把手教你学ARM之LPC2103入门篇33页PPT
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同时，为了进一步提高指令和数据的存取速度， RISC型处理器增加了指令高速缓冲I-Cache和数据高 速缓冲D-Cache及多处理器结构，使指令的操作尽 可能在寄存器之间进行。
主讲：何 呈
版权：力天电子
LT430
ARM体系结构的特点(指令间对比)
主讲：何 呈
只能对寄存器执行算术和逻辑 操作，Load/Store体系结构
主讲：何 呈
版权：力天电子
LT430
LPC210X的 内部结构框图
主讲：何 呈
版权：力天电子
LT430
LT-ARM210X开发 板
主讲：何 呈
版权：力天电子
LT430
LT-ARM210X开发板硬件资源
1、三个led灯。 2、两个232串口。一个普通串口，另一个是modem。 3、两个ADC测试电位器。 4、四个数码管。 5、一个PS/2接口. 6、PWMDAC输出。 7、三个按键。 8、SO12864接口. 9、SD卡接口座。 10、ISP下载。 11、Jtag调试。 12、RTC备用电池。 13、USB取电。 14、一个蜂鸣器。 15、24C02
2.44μs，专用的结果寄存器使中断开销降到最低。 2 个32 位的定时器/外部事件计数器，具有7 路捕获和7 路比较通道。 2 个16 位的定时器/外部事件计数器，具有3 路捕获和7 路比较通道。 低功耗实时时钟（RTC），有独立的供电电源和专门的32kHz 时钟输入。
主讲：何 呈
版权：力天电子
可实现最大为70MHz 的CPU 时钟频率，设置时间为100us。 节电模式包括空闲模式、RTC 有效的睡眠模式和掉电模式。 通过外设功能单独使能/禁止和调节外设时钟实现功耗的最优化。 通过外部中断或RTC 将处理器从掉电模式中唤醒。
主讲：何 呈
版权：力天电子
LT430
LPC210X的芯片选 型
决方案供应商。
主讲：何 呈
版权：力天电子
LT430
ARM处理器简介
• ARM公司是知识产权（IP）公司，本身不生产芯片，靠 转
让设计许可，由合作伙伴公司来生产各具特色的芯片。 目前，全世界有几十家著名的半导体公司都使用ARM公 司 的授权，其中包括MOTOROLA、IBM、Intel、LG、 SONY、 NEC、ATMEL等，从而保证了大量的开发工具和丰富的 第 三方资源，它们共同保证了基于ARM处理器核的设计可 以
存储器，128 位宽的接口/加速器使其实现了70MHz 的高速操作。 通过片内Boot-loader 软件实现在系统/在应用编程（ISP/IAP）,Flash
编程时间：1ms。 可编程256 字节，单个Flash 扇区擦除或整片擦除只需400ms。 EmbeddedICE RT 通过片内RealMonitor 软件来提供实时调试。 10 位的A/D 转换器含有8 个模拟输入，每个通道的转换时间低至
主讲：何 呈
版权：力天电子
LT430
课程安排
第十一讲：RTC实时时钟试验 第十二讲：ADC和PWM程序设计及运用 第十三讲：ARM看门狗及掉电模式实验 第十四讲：IRP程序设计及运用 第十五讲：综合程序设计(1)：SD卡中文字库检索 第十六讲：综合程序设计(2)：LCD实时时钟 第十七讲：UCOS-II操作系统简介及运用程序编写 第十八讲：UCOS-II操作系统综合实验
版权：力天电子
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ARM指令系统版本
主讲：何 呈
版权：力天电子
LT430
ARLeabharlann Baidu 体系结构的演变
一、Thumb指令集（T变种）
支持Thumb指令的ARM体系版本，一般加字符T来表示，如
ARM7TDMI中的’T’。
二、长乘指令（M变种）
M变种（如ARM7TDMI中的‘M’）增加了两条这样的长
乘指令：
版权：力天电子
LT430
ARM体系结构的特点（工作状态）
两种处理器工作状态。ARM状态(执行32位ARM指令)和 Thumb状态(执行16位Thumb指令) 。
Thumb指令集。虽然ARM处理器本身是32位设计，但考虑 到RISC型处理器的指令功能相对较弱，新型的ARM体系结 构中定义了16位的Thumb指令集。Thumb指令集比通常的 8/16位CISC/RISC处理器有更好的代码密度，而芯片面积只 增加6%，却可以使程序存储器更小。
主讲：何 呈
版权：力天电子
LT430
2019年五四杯三等奖作品：
通用遥控LED数码显示系统
图片说明：硬件实物
图片说明： 上位机软件 界面
主讲：何 呈
版权：力天电子
LT430
2019年五四杯一等奖作品：
基于mega48单片机的多功能无线教鞭
图片说明：硬件实物 左边的为与电脑相连 接的接收终端 右边的为手持控制器
LT430
ARM系列处理器简介（LPC210X）
主要性能：
多个串行接口，包括2 个UART（16C550），2 个快速I2C 总线 （400kbits/s）以及带缓冲和可变数据长度功能的SPI 和SSP。
向量中断控制器，可配置优先级和向量地址。 多达32 个可承受5V 的通用I/O 口。 高达13 个边沿或电平有效的外部中断管脚。 通过可编程的片内PLL（可能的输入频率范围：10MHz～25MHz
《基于嵌入之星平台的“探路者2号”水下机器人系统》
图片说明：整个系统 图片说明：控制和采集系统
主讲：何 呈
版权：力天电子
LT430
2019英特尔杯大学生电子设计竞赛 嵌入式系统专题邀请赛作品：
《基于嵌入之星平台的“探路者2号”水下机器人系统》
图片说明： 与队友合作 调试
图片说明：水 下试航
主讲：何 呈
ARM7为三级流水线结构（取指，译码，执行），平均功耗为 0.6mW/MHz，时钟速度为66MHz，每条指令平均执行1.9个时钟 周期。
ARM7系列微处理器包括如下几种类型的核：ARM7TDMI、 ARM7TDMI-S、 ARM720T、ARM7EJ。
ARM7TMDI是目前使用最广泛的32位嵌入式RISC处理器，属低端 ARM处理器核。TDMI的基本含义为（对其它系列也适用）： T：支持16为压缩指令集Thumb，称为T变种 D：支持片上Debug，称为D变种 M：内嵌硬件乘法器 Multiplier，称为M变种 I：嵌入式ICE，支持片上断点和调试，称为I变种 （S：软内核）
ARM 体系结构的演变
四、Java加速器Jazelle（J变种） ARM的Jazelle技术是Java语言和先进的32位RISC芯片
完美结合的产物。 五、ARM媒体功能扩展(SIMD变种)
ARM的SIMD媒体功能扩展为这些应用系统提供了解 决方案。它为包括音频／视频处理在内的应用系统提供 了优化功能。
主很多讲快媒：投 体入数何市字场消呈。费嵌A入RM式公解司决已方成案为的移R动ISC通标L版信T准权4、3。：0手力持天设电子备、
ARM体系结构的特点
总体思想：在不牺牲性能的同时，尽量简化处 理器。同时从体系结构的层面上灵活支持处理 器扩展。这种简化和开放的思路使得ARM处 理器采用了很简单的结构来实现。
1、其中一条指令完成32位整数乘以32位整数，生成64位整
数的长乘操作；
2、另一条指令完成32位整数乘以32位整数，然后在加上一
个32位整数，生成64位整数的长乘加操作。
三、增强型DSP指令（E变种）
E变种ARM体系增加了一些增强处理器对典型DSP算法处理
能主力讲的：附何加指呈令。
版权：力天电子
LT430
主讲：何 呈
版权：力天电子
LT430
使用ARM开发过的一些项目
图片说明： 44B0基础 开发板
主讲：何 呈
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LT430
使用ARM开发过的一些项目
嵌入式Webcam远端监控
系图片统说明：硬件平台
图片说明：实现的监控效果
主讲：何 呈
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LT430
2019英特尔杯大学生电子设计竞赛 嵌入式系统专题邀请赛作品：
主讲：何 呈
版权：力天电子
LT430
ARM 体系结构的演变
主讲：何 呈
版权：力天电子
LT430
ARM系列处理器简介
ARM有以下系列处理器：
ARM7系列
ARM9系列
ARM9E系列
ARM10系列
ARM11系列
SecurCore系列
Inter的StrongARM和Xscale系列
其中，ARM7、ARM9、ARM9E、ARM10和ARM11为5个通
用处理器系列，每一个系列提供一套相对独特的性能来满足不
同应用领域的需求。SecurCore系列专门为安全要求较高的应
主用讲而：设何计。呈
版权：力天电子
LT430
ARM系列处理器简介（ARM7系列）
ARM7采用冯·诺依曼（Von-Neumann)结构，数据存储器和程序存 储器使用同一存储空间，用相同的指令访问 。此结构也被大多数计 算机所采用。
ARM处理器是最先进的：目前，ARM32位体 系结构被公认为业界领先的32位嵌入式RISC 微处理器核，所有ARM处理器都共享这一体 系结构。
主讲：何 呈
版权：力天电子
LT430
ARM体系结构的特点
ARM采用RISC结构，在简化处理器结构，减少复杂 功能指令的同时，提高了处理器的速度。
考虑到处理器与存储器打交道的指令执行时间远 远大于在寄存器内操作的指令执行时间，RISC型处 理器采用了Load/Store（加载/存储）结构，即只有 Load/Store指令可与存储器打交道，其余指令都不 允许进行存储器操作。
版权：力天电子
LT430
课程安排
第一讲：ARM系统简介 第二讲：ARM开发工具及配置 第三讲：LPC210X的PLL设置及GPIO操作 第四讲：流水灯、蜂鸣器、数码管的程序设计 第五讲：24C02读写及IIC双机通信程序设计 第六讲：ARM定时器及外部中断程序设计 第七讲：USART及标准输入输出接口程序设计 第八讲：按键和PS2键盘解码程序设计 第九讲：12864液晶程序设计及简单的GUI建立 第十讲：SD卡操作及FAT文件系统程序设计
手把手教你学ARM
——之LPC210x入门篇
主 讲: 何 呈 策 划：张 勇 学习板：LT-ARM210X
力天电子版权所有 LT430 2009年 1月
主讲人简介
何 呈，就读于哈尔滨工程 大学水声工程学院。现在 上大学四年级，现已取得 保送研究生资格。
精通各类微处理器的运用 及开发，并在实际的项目 中使用过各种单片机及 ARM7、ARM9、单板电 脑等处理器。精通 Windows和Linux操作系 统下编程。
主讲：何 呈
版权：力天电子
LT430
LT-ARM210X开发板软件资源
主讲：何 呈
版权：力天电子
主讲：何 呈
版权：力天电子
LT430
ARM系列处理器简介（ARM7系列）
表2-1 ARM7系列产品
主讲：何 呈
版权：力天电子
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ARM系列处理器简介（LPC210X）
主要性能：
16/32 位ARM7TDMI-S 处理器，极小型LQFP48 封装。 2kB/4kB/8kB 的片内静态RAM，8kB/16kB/32kB 的片内Flash 程序
灵活方便的接口。ARM体系结构具有协处理器接口，允许接 16个协处理器。既可以使基本的ARM处理器内核尽可能小， 方便地扩充ARM指令集，也可以通过未定义指令来支持协处 理器的软件仿真。
低电压功耗的设计。考虑到ARM处理器主要用于手持式嵌入 式系统中，在设计中就十分注意功耗的设计。
主讲：何 呈
多处理器状态模式。ARM体系结构定义了7种处理器模式： 用户、快中断、中断、管理、终止、未定义和系统模式，大 大提高了ARM处理器的效率。
主讲：何 呈
版权：力天电子
LT430
ARM体系结构的特点
嵌入式在线仿真调试。ARM体系结构的处理器芯片都嵌入了 在线仿真ICE-RT逻辑，便于通过JTAG来仿真调试芯片，省去 了价格昂贵的在线仿真器。
主讲：何 呈
版权：力天电子
LT430
第一讲 ARM系统简介
ARM是Advance RISC Machine 的缩写，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。
• ARM公司于1990年11月在英国剑桥成立，前身为 Acorn计
算机公司。 • ARM公司是全球领先的16/32位嵌入式RISC微处理器解
主讲：何 呈
版权：力天电子
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ARM体系结构的特点(指令间对比)
主讲：何 呈
只能对寄存器执行算术和逻辑 操作，Load/Store体系结构
主讲：何 呈
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LPC210X的 内部结构框图
主讲：何 呈
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LT-ARM210X开发 板
主讲：何 呈
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LT-ARM210X开发板硬件资源
1、三个led灯。 2、两个232串口。一个普通串口，另一个是modem。 3、两个ADC测试电位器。 4、四个数码管。 5、一个PS/2接口. 6、PWMDAC输出。 7、三个按键。 8、SO12864接口. 9、SD卡接口座。 10、ISP下载。 11、Jtag调试。 12、RTC备用电池。 13、USB取电。 14、一个蜂鸣器。 15、24C02
2.44μs，专用的结果寄存器使中断开销降到最低。 2 个32 位的定时器/外部事件计数器，具有7 路捕获和7 路比较通道。 2 个16 位的定时器/外部事件计数器，具有3 路捕获和7 路比较通道。 低功耗实时时钟（RTC），有独立的供电电源和专门的32kHz 时钟输入。
主讲：何 呈
版权：力天电子
可实现最大为70MHz 的CPU 时钟频率，设置时间为100us。 节电模式包括空闲模式、RTC 有效的睡眠模式和掉电模式。 通过外设功能单独使能/禁止和调节外设时钟实现功耗的最优化。 通过外部中断或RTC 将处理器从掉电模式中唤醒。
主讲：何 呈
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LPC210X的芯片选 型
决方案供应商。
主讲：何 呈
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ARM处理器简介
• ARM公司是知识产权（IP）公司，本身不生产芯片，靠 转
让设计许可，由合作伙伴公司来生产各具特色的芯片。 目前，全世界有几十家著名的半导体公司都使用ARM公 司 的授权，其中包括MOTOROLA、IBM、Intel、LG、 SONY、 NEC、ATMEL等，从而保证了大量的开发工具和丰富的 第 三方资源，它们共同保证了基于ARM处理器核的设计可 以
存储器，128 位宽的接口/加速器使其实现了70MHz 的高速操作。 通过片内Boot-loader 软件实现在系统/在应用编程（ISP/IAP）,Flash
编程时间：1ms。 可编程256 字节，单个Flash 扇区擦除或整片擦除只需400ms。 EmbeddedICE RT 通过片内RealMonitor 软件来提供实时调试。 10 位的A/D 转换器含有8 个模拟输入，每个通道的转换时间低至
主讲：何 呈
版权：力天电子
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课程安排
第十一讲：RTC实时时钟试验 第十二讲：ADC和PWM程序设计及运用 第十三讲：ARM看门狗及掉电模式实验 第十四讲：IRP程序设计及运用 第十五讲：综合程序设计(1)：SD卡中文字库检索 第十六讲：综合程序设计(2)：LCD实时时钟 第十七讲：UCOS-II操作系统简介及运用程序编写 第十八讲：UCOS-II操作系统综合实验
版权：力天电子
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ARM指令系统版本
主讲：何 呈
版权：力天电子
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ARLeabharlann Baidu 体系结构的演变
一、Thumb指令集（T变种）
支持Thumb指令的ARM体系版本，一般加字符T来表示，如
ARM7TDMI中的’T’。
二、长乘指令（M变种）
M变种（如ARM7TDMI中的‘M’）增加了两条这样的长
乘指令：
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ARM体系结构的特点（工作状态）
两种处理器工作状态。ARM状态(执行32位ARM指令)和 Thumb状态(执行16位Thumb指令) 。
Thumb指令集。虽然ARM处理器本身是32位设计，但考虑 到RISC型处理器的指令功能相对较弱，新型的ARM体系结 构中定义了16位的Thumb指令集。Thumb指令集比通常的 8/16位CISC/RISC处理器有更好的代码密度，而芯片面积只 增加6%，却可以使程序存储器更小。
主讲：何 呈
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2019年五四杯三等奖作品：
通用遥控LED数码显示系统
图片说明：硬件实物
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2019年五四杯一等奖作品：
基于mega48单片机的多功能无线教鞭
图片说明：硬件实物 左边的为与电脑相连 接的接收终端 右边的为手持控制器
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ARM系列处理器简介（LPC210X）
主要性能：
多个串行接口，包括2 个UART（16C550），2 个快速I2C 总线 （400kbits/s）以及带缓冲和可变数据长度功能的SPI 和SSP。
向量中断控制器，可配置优先级和向量地址。 多达32 个可承受5V 的通用I/O 口。 高达13 个边沿或电平有效的外部中断管脚。 通过可编程的片内PLL（可能的输入频率范围：10MHz～25MHz
《基于嵌入之星平台的“探路者2号”水下机器人系统》
图片说明：整个系统 图片说明：控制和采集系统
主讲：何 呈
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2019英特尔杯大学生电子设计竞赛 嵌入式系统专题邀请赛作品：
《基于嵌入之星平台的“探路者2号”水下机器人系统》
图片说明： 与队友合作 调试
图片说明：水 下试航
主讲：何 呈
ARM7为三级流水线结构（取指，译码，执行），平均功耗为 0.6mW/MHz，时钟速度为66MHz，每条指令平均执行1.9个时钟 周期。
ARM7系列微处理器包括如下几种类型的核：ARM7TDMI、 ARM7TDMI-S、 ARM720T、ARM7EJ。
ARM7TMDI是目前使用最广泛的32位嵌入式RISC处理器，属低端 ARM处理器核。TDMI的基本含义为（对其它系列也适用）： T：支持16为压缩指令集Thumb，称为T变种 D：支持片上Debug，称为D变种 M：内嵌硬件乘法器 Multiplier，称为M变种 I：嵌入式ICE，支持片上断点和调试，称为I变种 （S：软内核）
ARM 体系结构的演变
四、Java加速器Jazelle（J变种） ARM的Jazelle技术是Java语言和先进的32位RISC芯片
完美结合的产物。 五、ARM媒体功能扩展(SIMD变种)
ARM的SIMD媒体功能扩展为这些应用系统提供了解 决方案。它为包括音频／视频处理在内的应用系统提供 了优化功能。
主很多讲快媒：投 体入数何市字场消呈。费嵌A入RM式公解司决已方成案为的移R动ISC通标L版信T准权4、3。：0手力持天设电子备、
ARM体系结构的特点
总体思想：在不牺牲性能的同时，尽量简化处 理器。同时从体系结构的层面上灵活支持处理 器扩展。这种简化和开放的思路使得ARM处 理器采用了很简单的结构来实现。
1、其中一条指令完成32位整数乘以32位整数，生成64位整
数的长乘操作；
2、另一条指令完成32位整数乘以32位整数，然后在加上一
个32位整数，生成64位整数的长乘加操作。
三、增强型DSP指令（E变种）
E变种ARM体系增加了一些增强处理器对典型DSP算法处理
能主力讲的：附何加指呈令。
版权：力天电子
LT430
主讲：何 呈
版权：力天电子
LT430
使用ARM开发过的一些项目
图片说明： 44B0基础 开发板
主讲：何 呈
版权：力天电子
LT430
使用ARM开发过的一些项目
嵌入式Webcam远端监控
系图片统说明：硬件平台
图片说明：实现的监控效果
主讲：何 呈
版权：力天电子
LT430
2019英特尔杯大学生电子设计竞赛 嵌入式系统专题邀请赛作品：
主讲：何 呈
版权：力天电子
LT430
ARM 体系结构的演变
主讲：何 呈
版权：力天电子
LT430
ARM系列处理器简介
ARM有以下系列处理器：
ARM7系列
ARM9系列
ARM9E系列
ARM10系列
ARM11系列
SecurCore系列
Inter的StrongARM和Xscale系列
其中，ARM7、ARM9、ARM9E、ARM10和ARM11为5个通
用处理器系列，每一个系列提供一套相对独特的性能来满足不
同应用领域的需求。SecurCore系列专门为安全要求较高的应
主用讲而：设何计。呈
版权：力天电子
LT430
ARM系列处理器简介（ARM7系列）
ARM7采用冯·诺依曼（Von-Neumann)结构，数据存储器和程序存 储器使用同一存储空间，用相同的指令访问 。此结构也被大多数计 算机所采用。
ARM处理器是最先进的：目前，ARM32位体 系结构被公认为业界领先的32位嵌入式RISC 微处理器核，所有ARM处理器都共享这一体 系结构。
主讲：何 呈
版权：力天电子
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ARM体系结构的特点
ARM采用RISC结构，在简化处理器结构，减少复杂 功能指令的同时，提高了处理器的速度。
考虑到处理器与存储器打交道的指令执行时间远 远大于在寄存器内操作的指令执行时间，RISC型处 理器采用了Load/Store（加载/存储）结构，即只有 Load/Store指令可与存储器打交道，其余指令都不 允许进行存储器操作。
版权：力天电子
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课程安排
第一讲：ARM系统简介 第二讲：ARM开发工具及配置 第三讲：LPC210X的PLL设置及GPIO操作 第四讲：流水灯、蜂鸣器、数码管的程序设计 第五讲：24C02读写及IIC双机通信程序设计 第六讲：ARM定时器及外部中断程序设计 第七讲：USART及标准输入输出接口程序设计 第八讲：按键和PS2键盘解码程序设计 第九讲：12864液晶程序设计及简单的GUI建立 第十讲：SD卡操作及FAT文件系统程序设计
手把手教你学ARM
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主 讲: 何 呈 策 划：张 勇 学习板：LT-ARM210X
力天电子版权所有 LT430 2009年 1月
主讲人简介
何 呈，就读于哈尔滨工程 大学水声工程学院。现在 上大学四年级，现已取得 保送研究生资格。
精通各类微处理器的运用 及开发，并在实际的项目 中使用过各种单片机及 ARM7、ARM9、单板电 脑等处理器。精通 Windows和Linux操作系 统下编程。
主讲：何 呈
版权：力天电子
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主讲：何 呈
版权：力天电子
主讲：何 呈
版权：力天电子
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ARM系列处理器简介（ARM7系列）
表2-1 ARM7系列产品
主讲：何 呈
版权：力天电子
LT430
ARM系列处理器简介（LPC210X）
主要性能：
16/32 位ARM7TDMI-S 处理器，极小型LQFP48 封装。 2kB/4kB/8kB 的片内静态RAM，8kB/16kB/32kB 的片内Flash 程序
灵活方便的接口。ARM体系结构具有协处理器接口，允许接 16个协处理器。既可以使基本的ARM处理器内核尽可能小， 方便地扩充ARM指令集，也可以通过未定义指令来支持协处 理器的软件仿真。
低电压功耗的设计。考虑到ARM处理器主要用于手持式嵌入 式系统中，在设计中就十分注意功耗的设计。
主讲：何 呈
多处理器状态模式。ARM体系结构定义了7种处理器模式： 用户、快中断、中断、管理、终止、未定义和系统模式，大 大提高了ARM处理器的效率。
主讲：何 呈
版权：力天电子
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ARM体系结构的特点
嵌入式在线仿真调试。ARM体系结构的处理器芯片都嵌入了 在线仿真ICE-RT逻辑，便于通过JTAG来仿真调试芯片，省去 了价格昂贵的在线仿真器。
主讲：何 呈
版权：力天电子
LT430
第一讲 ARM系统简介
ARM是Advance RISC Machine 的缩写，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。
• ARM公司于1990年11月在英国剑桥成立，前身为 Acorn计
算机公司。 • ARM公司是全球领先的16/32位嵌入式RISC微处理器解