第二章:嵌入式处理器与ARM体系结构
处理器种类
8位处理器:8051体系结构
32位处理器:ARM、PowerPC、MIPS、ColdFire(RISC)
冯·诺依曼结构和哈弗结构的区别?
冯诺依曼结构将代码和数据统一编址,而哈佛结构是独立编址的,数据空间和代码空间是完全分开的,CPU可以在一个时钟周期内同时读取指令和数据,实现并行处理,避免了数据和指令的访问冲突,提高了运行效率;冯诺依曼的读取指令和操作数据都是通过同一条总线的,而哈佛结构是有两条独立的总线,分别为CPU和指令空间和数据空间之间的专用通信路径,而这两条总线之间毫无关联。
冯诺依曼结构:存储器+控制器+运算器+输入输出设备
复杂指令集计算机CISC和精简指令集计算机RISC区别?
CISC不同指令的长度不一,而RISC指令规整、对称和简单;
CISC不同指令完成所需的时钟周期不一,而RISC都可以在一个时钟周期内完成,降低流水线设计的复杂度;
RISC使用较多的寄存器,便于优化代码;
RISC对于寻址方式做了精简,几乎所有指令都是用寄存器寻址
ARM状态和Thumb状态?
ARM状态:处理器执行32位、字对齐的ARM指令;
Thumb装填:处理器执行16位、半字对齐的Thumb指令;
通常Thumb指令的效率更高,两者可以互换。
处理器模式
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| 用户模式(USR) |
特权模式 |
异常模式 |
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系统模式 |
ARM寄存器
通用寄存器:普通的物理寄存器
程序计数器(PC):存放下一条指令的地址的地方,当执行一条指令时,首先需要根据PC中存放的指令地址,将指令从内存中读取到指令寄存器,次过程称为“取指令”,榆次同时,PC中的地址或自动加一或由指针给出下一条指令的地址。
程序状态寄存器(PSR):有当前程序状态寄存器(CPSR)和备份程序状态寄存器(SPSR),主要存放条件标志位、中断禁止位等状态和控制信息;异常中断发生时,SPSR用于备份CPSR,中断服务程序退出时,用SPSR恢复CPSR。