ARM相关知识

ARM7采用冯·诺依曼（Von-Neumann)结构，数据存储器和程序存储器重合在一起。 同时，此结构也被大多数计算机所采用。

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

ARM7采用的Neumann结构，取指令和取操作数都是通过一条总线分时进行，这样，在高速运算时，不但不能同时取指令和取操作数，而且还会造成传输通道上的瓶颈现象


ARM9采用哈佛（Harvard)结构，程序存储器与数据存储器分开，提供了较大的存储器带宽。同时，大多数DSP都采用此结构
ARM9为五级流水线（取指，译码，执行，缓冲/数据，回写），平均功耗为0.7mW/MHz。时钟速度为120MHz-200MHz，每条指令平均执行1.5个时钟周期
ARM9系列微处理器包含ARM920T、ARM922T和ARM940T三种类型，以适用于不同的应用场合

ARM 体系结构特点
(1)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(usr)、快中断(fiq)、中断(irq)、管理(svc)、终止(abt)、未定义(und)和系统(sys)，大大提高了ARM处理器的效率
(2)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）
(3)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
(4)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
(5)低电压功耗的设计
考虑到ARM体系结构的处理器主要用于手持式嵌入式系统中，ARM体系结构在设计中就十分注意功耗的设计
(6)RISC型处理器结构：
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

ARM 数据类型
字节（Byte）：在ARM体系结构及常见的8位/16位处理器体系结构中，字节的长度均为8位
字（Word）：在ARM体系结构中，字的长度为32位，而在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
ARM 存储格式
ARM体系结构将存储器看作是从零地址开始的字节的线性组合。从零字节到三字节放置第一个存储的字数据，从第四个字节到第七个字节放置第二个存储的字数据，依次排列

作为32位的微处理器，ARM体系结构所支持的最大寻址空间为4GB（232字节）
ARM 处理器的工作模式
ARM 有7个基本工作模式
1、用户模式（usr):
正常程序执行的模式，大部分任务执行在这种模式
2、快速中断模式（fiq）: 高速数据传输或通道处理
当一个高优先级(fast)中断产生时将会进入这种模式
3、外部中断模式（irq）: 通常的中断处理
当一个低优先级(normal)中断产生时将会进入这种模式
4、管理模式（svc)：供操作系统使用的一种保护模式
当复位或软中断指令执行时将会进入这种模式 
5、中止模式（abt): 虚拟存储及存储保护
当存取异常时将会进入这种模式
6、未定义模式（und): 软件仿真硬件协处理器
当执行未定义指令时会进入这种模式 
7、系统模式（sys）: 特权级的操作系统任务
供需要访问系统资源的操作系统任务使用

ARM 异常中断
ARM有7种异常

1、复位
2、未定义指令异常
3、软件中断异常
4、预取中止（取指令存储器中止）
5、数据中止（访问数据存储器中止）
6、IRQ异常
7、FIQ异常