13個必知的ARM知識點

ARM芯片的優(yōu)點小編在這里不用多說，很多朋友肯定能夠非常熟練地進行羅列。對于新手來說，這款處理器優(yōu)點頗多易于上手，非常適合在學習初期使用。但在開始使用ARM進行實際操作之前，小編希望大家能夠了解一些其使用過程中一些注意事項。接下來大家就隨小編來一起看一看這13個注意事項吧。

MAM使用注意事項

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訪問時間設定為2cclk，而在高于40MHz的系統(tǒng)時鐘下，建議使用3cclk。

VIC使用注意事項

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0x40000000。

IRQ和FIQ之間的區(qū)別

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，必須盡快處理并離開這個模式。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。

ARM指令與Thumb指令的區(qū)別

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。

什么是ATPCS

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。

ARM程序和Thumb程序混合使用的場合

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。

ARM體系結(jié)構(gòu)所支持的異常類型

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?？墒褂迷摦惓C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?？墒褂迷摦惓C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)的外設可以該異常請求中斷服務(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。

ARM體系結(jié)構(gòu)的存儲器格式

ARM體系結(jié)構(gòu)的存儲器格式有如下兩種：

大端格式：字數(shù)據(jù)的高字節(jié)存儲在低地址中，字數(shù)據(jù)的低字節(jié)存放在高地址中;

小端格式：與大端存儲格式相反，高地址存放數(shù)據(jù)的高字節(jié)，低地址存放數(shù)據(jù)的低字節(jié)。

存儲器重新映射(Remap)的原因

使Flash存儲器中的FIQ處理程序不必考慮因為重新映射所導致的存儲器邊界問題;用來處理代碼空間中段邊界仲裁的SRAM和BootBlock向量的使用大大減少;為超過單字轉(zhuǎn)移指令范圍的跳轉(zhuǎn)提供空間來保存常量。

ARM中的重映射是指在程序執(zhí)行過程中通過寫某個功能寄存器位操作達到重新分配其存儲器地址空間的映射。一個典型的應用就是應用程序存儲在Flash/ROM中，初始這些存儲器地址是從0開始的，但這些存儲器的讀時間比SRAM/DRAM長，造成其內(nèi)部執(zhí)行頻率不高，故一般在前面一段程序?qū)⒋a搬移到SRAM/DRAM中去，然后重新映射存儲器空間，將相應SRAM/DRAM映射到地址0，重新執(zhí)行程序可達到高速運行的目的。

存儲異常向量表中程序跳轉(zhuǎn)使用LDR指令而不使用B指令的原因

LDR指令可以全地址范圍跳轉(zhuǎn)，而B指令只能在前后32MB范圍內(nèi)跳轉(zhuǎn);芯片具有Remap功能。當向量表位于內(nèi)部RAM或外部存儲器中，用B指令不能跳轉(zhuǎn)到正確的位置。

鎖相環(huán)(PLL)注意要點

PLL在芯片復位或進入掉電模式時被關(guān)閉并旁路，在掉電喚醒后不會自動恢復PLL的設定;

PLL只能通過軟件使能;

PLL在激活后必須等待其鎖定，然后才能連接;

PLL如果設置不當將會導致芯片的錯誤操作。

ARM7與ARM9的區(qū)別

ARM7內(nèi)核是0.9MIPS/MHz的三級流水線和馮S226;諾伊曼結(jié)構(gòu);ARM9內(nèi)核是五級流水線，提供1.1MIPS/MHz的哈佛結(jié)構(gòu)。ARM7沒有MMU，ARM720T是MMU的;ARM9是有MMU的，ARM940T只有Memoryprotectionunit.不是一個完整的MMU。ARM7TDMI提供了非常好的性能——功耗比。它包含了Thumb指令集快速乘法指令和ICE調(diào)試技術(shù)的內(nèi)核。ARM9的時鐘頻率比ARM7更高，采用哈佛結(jié)構(gòu)區(qū)分了數(shù)據(jù)總線和指令總線。

使用外部中斷注意

把某個引腳設置為外部中斷功能后，該引腳為輸入模式，由于沒有內(nèi)部上拉電阻，所以必須外接一個上拉電阻，確保引腳不被懸空;除了引腳連接模塊的設置，還需要設置VIC模塊，才能產(chǎn)生外部中斷，否則外部中斷只能反映在EXTINT寄存器中;要使器件進入掉電模式并通過外部中斷喚醒，軟件應該正確設置引腳的外部中斷功能，再進入掉電模式。

以上13條注意事項與建議，能夠幫助大家在新手階段更好的進行有關(guān)ARM芯片的學習與設計。省去了設計者因為不熟悉原理或其中一些小問題造成的不必要的時間浪費。熟悉這些知識的朋友也不要掉以輕心，不妨收藏本文以備不時之需。