一、 ARM芯片主要类别

ARM7、ARM9、ARM11, ARM芯片主要用于嵌入式微处理器功能

Cortex-M系列处理器主要是针对微控制器领域开发的，在该领域中，既需进行快速且具有高确定性的中断管理，又需将门数和功耗控制在最低。应用包括：混合信号设备、智能传感器、汽车电子等广泛微控制器方案应用领域。

Cortex-R，A–微处理器实时处理器为要求可靠性、高可用性、容错功能、可维护性和实时响应的嵌入式系统提供高性能计算解决方案。

1．一些相关名词-各类架构下比较重要的技术或者功能。
VFP：浮点体系结构 (VFP：Vector Floating Point)为半精度、单精度和双精度浮点运算中的浮点操作提供硬件支持。为汽车动力系统、车身控制应用和图像应用（如打印中的缩放、转换和字体生成以及图形中的 3D 转换、FFT 和过滤）中使用的浮点运算提供增强的性能。

SIMD：当前的智能手机和 Internet 设备必须提供高级媒体和图形性能，才具有竞争力。ARMv6 和 ARMv7 体系结构中的 SIMD 扩展改进了此类性能。可适用于众多软件应用领域，包括视频和音频编解码器，这些扩展将性能提高了将近 75% 或更多。

Jazelle®技术：提高执行环境（如 Java、.Net、MSIL、Python 和 Perl）速度。Jazelle技术是ARM提供的组合型硬件和软件解决方案。

TrustZone®安全扩展：提供可信计算，是系统范围的安全方法，针对高性能计算平台上的大量应用，包括安全支付、数字版权管理 (DRM) 和基于Web的服务。

NEON：通用 SIMD 引擎可有效处理当前和将来的多媒体格式，从而改善用户体验。

Virtualization：随着软件复杂性的提高，对于在同一个物理处理器上提供多种软件环境的要求也同时增多

NVIC(Nested Vectored Interrupt Controller): 是Cortex‐M系列处理器在内核上搭载了一个嵌套向量中断控制器，它与内核有紧密的耦合。NVIC提供如下的功能：1）可嵌套中断支持；2）向量中断支持；3）动态优先级调整支持；4）中断延迟大大的缩短；5）中断可屏蔽。

WIC（Wake-Up Interrupt Controller）：是唤醒中断控制器，可以使处理器和NVIC处于一个低功耗睡眠的模式。

二、ARM Cortex-M3简介

ARM Cortex-M3为了占用微控制器领域所生产的
32-bit微处理器：32-bit的数据路径，32-bit寄存器，32-bit处理器接口。

“哈佛”结构：独立的指令总线和数据总线，允许数据和指令并行访问。这样，数据访问不再占用指令总线，从而提升性能。

MPU(内存保护单元)：比较复杂的应用需要更多的存储系统功能，提供一个可选的MPU，在需要的情况下也可以使用外部缓存。主要起保护作用，让不希望用户需修改的部分受到保护，而不会受到伤害。

Cortex-M3选择了适合于微控制器应用的三级流水线，但增加了分支预测功能,可以预取分支目标地址的指令，使分支延迟减少到一个时钟周期。

内部调试组件：提供调试操作支持，用于在硬件水平上支持调试操作，如指令断点、数据观察点等功能。

1．Cortex-M3功能说明

主要包括Cortex M3处理器核心、可嵌套中断向量控制器NVIC、总线阵列、存储保护单元MPU、闪存地址重载及断点单元FPB、数据监测点与跟踪DWT、仪表跟踪宏单元ITM、嵌入跟踪宏单元ETM、跟踪端口接口单元TPIU、AHB访问端口、串口线和JTAG调试口等。

2．Cortex M3的总线接口

最底部是I-code，D-code总线。中间4个事系统总线负责的区域，最上方有一部分是系统总线，剩下的是外部私有外设总线。

3．寄存器组说明

（1）低组寄存器，高组寄存器

（1）R0‐R7也被称为低组寄存器。所有指令都能访问它们。它们的字长全是32 位，复位后的初始值是不可预料的。
（2）R8‐R12也被称为高组寄存器。这是因为只有很少的16位Thumb 指令能访问它们，32位的指令则不受限制。它们也是32位字长，且复位后初始值是不可预料的。

（2）堆栈指针R13：

R13是堆栈指针,Cortex-M3处理器内核中共有两种堆栈指针，一般调用堆栈时用的是当前正在使用的那个，如果需要转换需要特定的代码。
主堆栈指针或写作SP_main（有特权访问内核或者异常服务时使用主堆栈指针）。这是默认的堆栈指针，它由OS内核、异常服务例程以及所有需要特权访问的应用程序代码来使用。
进程堆栈指针（PSP）（常规应用程序的代码），或写作SP_process。用于常规的应用程序代码（不处于异常服用例程中时）。

（3）链接寄存器R14

R14是链接寄存器（LR）。在一个汇编程序中，可以把它写做LR或R14。LR用于在调用子程序时存储返回地址，也用于异常返回。
程序计数寄存器R15

（4）程序计数寄存器R15

（5）特殊功能寄存器

Cortex‐M3 中的特殊功能寄存器包括：

① 程序状态寄存器组（PSRs 或xPSR）
所有处理器模式下都可访问当前程序状态寄存器CPSR。在每种异常模式下都有一个程序状态寄存器SPSR。
CPSR保存当前程序的状态，当异常出现时，SPSR用于保存CPSR的状态，以便异常返回后恢复异常发生时的工作状态。

②

嵌入式系统（二）：ARM芯片及体系架构（上）相关推荐

arm linux 时钟源信息,Linux学习——ARM芯片时钟体系
跟着视频学习了ARM芯片时钟体系,信息量有点大,做个笔记梳理梳理. 1.时钟体系的结构图有很多外设,一些工作在AHB总线,一些工作在APB总线 CPU工作在FCLK,AHB总线工作在HCLK,APB ...
嵌入式系统Linux Arm安装net6运行环境
嵌入式系统Linux Arm安装net6运行环境 1.环境介绍 2.详细步骤 2.1 根据手册进行设备通电,系统启动. 2.2 网络连接及设置本机IP 2.2 使用Telnet访问Arm系统 2.3 ...
【嵌入式开发】ARM 芯片简介 (ARM芯片类型 | ARM处理器工作模式 | ARM 寄存器 | ARM 寻址)
作者 : 韩曙亮博客地址 : http://blog.csdn.net/shulianghan/article/details/42375701 相关资源下载 : -- 三星 ARM Archit ...
通俗来理解 ARM芯片内核，架构，指令集，软核和硬核之间的关系
1.单片微型计算机: 简称单片机,简单来说就是集CPU(运算.控制).RAM(数据存储-内存).ROM(程序存储).输入输出设备(串口.并口等)和中断系统处于同一芯片的器件,在我们自己的个人电脑中,C ...
关于ARM芯片中内存架构的疑惑记录
前言最开始我疑惑的点是很混乱的,有的ARM芯片在跑裸机程序时候是不需要外置内存的,但是在跑LINUX系统时候,所用的开发板是需要外置RAM与ROM的.这是为什么呢,下面记录下对这个问题的梳理,同时也 ...
Arm发布v9体系架构：Cortex-X2、Cortex-A710和Cortex-A510
又到了每年一度的 Arm 架构更新的时候.在上个月 Arm 发布了最新的基础架构 Neoverse V1 和 Neoverse N2 CPU IP 之后,现在官方终于推出了移动端新架构. 今年,Arm ...
ARM：嵌入式系统之ARM指令
嵌入式开发 (2) 1.编绎执行下列汇编程序sy1.S,要在开发板上执行.程序执行后返回到调用处,使用uboot的md 0x20009000 1命令查看0x20009000处的值.理解程序如何返回的调 ...
掌握ARM芯片时钟体系
1.s3c2440时钟体系结构 Fclk.Hclk.Pclk如何得到?时钟源 12M晶振----PLL锁相环---->400M\136M\68M 晶振---------|--->MPLL- ...
arm体系结构与编程_教程：如何学习嵌入式系统（基于ARM平台）
一.嵌入式系统的概念着重理解"嵌入"的概念主要从三个方面上来理解. 1.从硬件上,将基于CPU的处围器件,整合到CPU芯片内部,比如早期基于X86体系结构下的计算机,CPU只是 ...

嵌入式系统（二）：ARM芯片及体系架构（上）

文章结构