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標題: 新手必看,關(guān)于ARM的22個常用概念 [打印本頁]
作者: ludi 時間: 2017-10-17 14:18
標題: 新手必看,關(guān)于ARM的22個常用概念
1.ARM中一些常見英文縮寫解釋
MSB:最高有效位;
LSB:最低有效位;
AHB:先進的高性能總線;
VPB:連接片內(nèi)外設(shè)功能的VLSI外設(shè)總線;
EMC:外部存儲器控制器;
MAM:存儲器加速模塊;
VIC:向量中斷控制器;
SPI:全雙工串行接口;
CAN:控制器局域網(wǎng),一種串行通訊協(xié)議;
PWM:脈寬調(diào)制器;
ETM:嵌入式跟蹤宏;
CPSR:當前程序狀態(tài)寄存器;
SPSR:程序保護狀態(tài)寄存器;
2.MAM 使用注意事項:
答:當改變 MAM 定時值時,必須先通過向 MAMCR 寫入 0 來關(guān)閉 MAM,然后將新值寫入 MAMTIM。最后,將需要的操作模式的對應值寫入MAMCR,再次打開MAM。
對于低于 20MHz 的系統(tǒng)時鐘,MAMTIM 設(shè)定為 001。對于 20MHz 到 40MHz 之間的系統(tǒng)時鐘,建議將Flash訪問時間設(shè)定為2cclk,而在高于40MHz的系統(tǒng)時鐘下,建議使用3cclk。
3.VIC 使用注意事項
答:如果在片內(nèi)RAM當中運行代碼并且應用程序需要調(diào)用中斷,那么必須將中斷向量重新映射到Flash地址0x0。這樣做是因為所有的異常向量都位于地址0x0及以上。通過將寄存器MEMMAP(位于系統(tǒng)控制模塊當中)配置為用戶RAM模式來實現(xiàn)這一點。用戶代碼被連接以便使中斷向量表裝載到0x4000 0000。
4. ARM啟動代碼設(shè)計
答:ARM啟動代碼直接面對處理器內(nèi)核和硬件控制器進行編程,一般使用匯編語言。啟動代碼一般包括:
中斷向量表
初始化存儲器系統(tǒng)
初始化堆棧初始化有特殊要求的端口、設(shè)備
初始化用戶程序執(zhí)行環(huán)境
改變處理器模式
呼叫主應用程序
5.IRQ 和 FIQ 之間的區(qū)別
答:IRQ和FIQ是ARM處理器的兩種編程模式。IRQ是指中斷模式,F(xiàn)IR是指快速中斷模式。對于 FIQ 你必須盡快處理你的事情并離開這個模式。IRQ 可以被 FIQ 所中斷,但 IRQ 不能中斷 FIQ。為了使 FIQ 更快,所以這種模式有更多的影子寄存器。FIQ 不能調(diào)用 SWI(軟件中斷)。FIQ 還必須禁用中斷。如果一個 FIQ 例程必須重新啟用中斷,則它太慢了,并應該是 IRQ 而不是 FIQ。
6.ARM處理器對異常中斷的響應過程
答:ARM處理器對異常中斷的響應過程如下所述:
保存處理器當前狀態(tài)、中斷屏蔽位以及各條件標志位;
設(shè)置當前程序狀態(tài)寄存器CPSR中的相應位;
將寄存器lr_mode設(shè)置成返回地址;
將程序計數(shù)器值PC,設(shè)置成該異常中斷的中斷向量地址,跳轉(zhuǎn)到相應異常中斷處執(zhí)行。
7.ARM指令與Thumb指令的區(qū)別
答:在ARM體系結(jié)構(gòu)中,ARM指令集中的指令是32位的指令,其執(zhí)行效率很高。對于存儲系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線為16位的應用系統(tǒng),ARM體系提供了Thumb指令集。Thumb指令集是對ARM指令集的一個子集重新編碼得到的,指令長度為16位。通常在處理器執(zhí)行ARM程序時,稱處理器處于ARM狀態(tài);當處理器執(zhí)行Thumb程序時,稱處理器處于Thumb狀態(tài)。Thumb指令集并沒有改變ARM體系地層的程序設(shè)計模型,只是在該模型上加上了一些限制條件。Thumb指令集中的數(shù)據(jù)處理指令的操作數(shù)仍然為32位,指令尋址地址也是32位的。
8.什么是ATPCS
答:為了使單獨編譯的C語言程序和匯編程序之間能夠相互調(diào)用,必須為子程序之間的調(diào)用規(guī)定一定的規(guī)則。ATPCS就是ARM程序和Thumb程序中子程序調(diào)用的基本規(guī)則。這些規(guī)則包括寄存器使用規(guī)則,數(shù)據(jù)棧的使用規(guī)則,參數(shù)的傳遞規(guī)則等信盈達嵌入式物聯(lián)網(wǎng)智能硬件企鵝要妖氣嗚嗚吧久零就要。
9.ARM程序和Thumb程序混合使用的場合
答:通常,Thumb程序比ARM程序更加緊湊,而且對于內(nèi)存為8位或16位的系統(tǒng),使用Thumb程序效率更高。但是,在下面一些場合下,程序必須運行在ARM狀態(tài),這時就需要混合使用ARM和Thumb程序。
強調(diào)速度的場合,應該使用ARM程序;
有些功能只能由ARM程序完成。如:使用或者禁止異常中斷;
當處理器進入異常中斷處理程序時,程序狀態(tài)切換到ARM狀態(tài),即在異常中斷處理程序入口的一些指令是ARM指令,然后根據(jù)需要程序可以切換到Thumb狀態(tài),在異常中斷程序返回前,程序再切換到ARM狀態(tài)。
ARM處理器總是從ARM狀態(tài)開始執(zhí)行。因而,如果要在調(diào)試器中運行Thumb程序,必須為該Thumb程序添加一個ARM程序頭,然后再切換到Thumb狀態(tài),執(zhí)行Thumb程序。
10.ARM處理器運行模式
答:ARM微處理器支持7種運行模式,分別為:
用戶模式(usr):ARM處理器正常的程序執(zhí)行狀態(tài);
快速中斷模式(fiq):用于高速數(shù)據(jù)傳輸或通道管理;
外部中斷模式(irq):用于通用的中斷處理;
管理模式(svc):操作系統(tǒng)使用的保護模式;
數(shù)據(jù)訪問終止模式(abt):當數(shù)據(jù)或指令預取終止時進入該模式,用于虛擬存儲及存儲保護;
系統(tǒng)模式(sys):運行具有特權(quán)的操作系統(tǒng)任務(wù);
未定義指令中止模式(und):當未定義指令執(zhí)行時進入該模式,可用于支持硬件協(xié)處理器的軟件仿真。
11.ARM體系結(jié)構(gòu)所支持的異常類型
答:ARM體系結(jié)構(gòu)所支持的異常和具體含義如下(圈里面的數(shù)字表示優(yōu)先級):
復位①:當處理器的復位電平有效時,產(chǎn)生復位異常,程序跳轉(zhuǎn)到復位異常處執(zhí)行(異常向量:0x0000,0000);
未定義指令⑥:當ARM處理器或協(xié)處理器遇到不能處理的指令時,產(chǎn)生為定義異常。可使用該異常機制進行軟件仿真(異常向量:0x0000,0004);
軟件中斷⑥:有執(zhí)行SWI指令產(chǎn)生,可用于用戶模式下程序調(diào)用特權(quán)操作指令。可使用該異常機制實現(xiàn)系統(tǒng)功能調(diào)用(異常向量:0x0000,0008);
指令預取中止⑤:若處理器的預取指令的地址不存在,或該地址不允許當前指令訪問,存儲器會向處理器發(fā)出中止信號,當預取指令被執(zhí)行時,才會產(chǎn)生指令預取中止異常(異常向量:0x0000,000C);
數(shù)據(jù)中止②:若處理器數(shù)據(jù)訪問的指令的地址不存在,或該地址不允許當前指令訪問,產(chǎn)生數(shù)據(jù)中止異常(異常向量:0x0000,0010);
IRQ④(外部中斷請求):當處理器的外部中斷請求引腳有效,且CPSR中的I位為0時,產(chǎn)生IRQ異常。系統(tǒng)的外設(shè)可以該異常請求中斷服務(wù)(異常向量:0x0000,0018);
FIQ③(快速中斷請求):當處理器的快速中斷請求引腳有效,且CPSR中的F位為0時,產(chǎn)生FIQ異常(異常向量:0x0000,001C)。
說明:其中異常向量0x0000,0014為保留的異常向量。
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