13個(gè)必知的ARM知識點(diǎn)

ARM芯片的優(yōu)點(diǎn)小編在這里不用多說(shuō)，很多朋友肯定能夠非常熟練地進(jìn)行羅列。對于新手來(lái)說(shuō)，這款處理器優(yōu)點(diǎn)頗多易于上手，非常適合在學(xué)習初期使用。但在開(kāi)始使用ARM進(jìn)行實(shí)際操作之前，小編希望大家能夠了解一些其使用過(guò)程中一些注意事項。接下來(lái)大家就隨小編來(lái)一起看一看這13個(gè)注意事項吧。

MAM使用注意事項

當改變MAM定時(shí)值時(shí)，必須先通過(guò)向MAMCR寫(xiě)入0來(lái)關(guān)閉MAM，然后將新值寫(xiě)入MAMTIM。最后，將需要的操作模式的對應值寫(xiě)入MAMCR，再次打開(kāi)MAM。對于低于20MHz的系統時(shí)鐘，MAMTIM設定為001。對于20MHz到40MHz之間的系統時(shí)鐘，建議將Flash訪(fǎng)問(wèn)時(shí)間設定為2cclk，而在高于40MHz的系統時(shí)鐘下，建議使用3cclk。

VIC使用注意事項

如果在片內RAM當中運行代碼并且應用程序需要調用中斷，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(guò)將寄存器MEMMAP(位于系統控制模塊當中)配置為用戶(hù)RAM模式來(lái)實(shí)現這一點(diǎn)。用戶(hù)代碼被連接以便使中斷向量表裝載到0x40000000。

IRQ和FIQ之間的區別

IRQ和FIQ是ARM處理器的兩種編程模式。IRQ是指中斷模式，FIR是指快速中斷模式。對于FIQ，必須盡快處理并離開(kāi)這個(gè)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不能調用SWI(軟件中斷)。FIQ還必須禁用中斷。如果一個(gè)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指令的區別

在A(yíng)RM體系結構中，ARM指令集中的指令是32位的指令，其執行效率很高。對于存儲系統數據總線(xiàn)為16位的應用系統，ARM體系提供了Thumb指令集。Thumb指令集是對ARM指令集的一個(gè)子集重新編碼得到的，指令長(cháng)度為16位。通常在處理器執行ARM程序時(shí)，稱(chēng)處理器處于A(yíng)RM狀態(tài);當處理器執行Thumb程序時(shí)，稱(chēng)處理器處于Thumb狀態(tài)。Thumb指令集并沒(méi)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指令集中的數據處理指令的操作數仍然為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(yǔ)言程序和匯編程序之間能夠相互調用，必須為子程序之間的調用規定一定的規則。ATPCS就是ARM程序和Thumb程序中子程序調用的基本規則。這些規則包括寄存器使用規則，數據棧的使用規則，參數的傳遞規則等。

ARM程序和Thumb程序混合使用的場(chǎng)合

通常，Thumb程序比ARM程序更加緊湊，而且對于內存為8位或16位的系統，使用Thumb程序效率更高。但是，在下面一些場(chǎng)合下，程序必須運行在A(yíng)RM狀態(tài)，這時(shí)就需要混合使用ARM和Thumb程序。強調速度的場(chǎng)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(jìn)入異常中斷處理程序時(shí)，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(kāi)始執行。因而，如果要在調試器中運行Thumb程序，必須為該Thumb程序添加一個(gè)ARM程序頭，然后再切換到Thumb狀態(tài)，執行Thumb程序。

ARM體系結構所支持的異常類(lèi)型

ARM體系結構所支持的異常和具體含義如下(圈里面的數字表示優(yōu)先級)：

復位①：當處理器的復位電平有效時(shí)，產(chǎn)生復位異常，程序跳轉到復位異常處執行(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(shí)，產(chǎn)生為定義異常?？墒褂迷摦惓C制進(jìn)行軟件仿真(異常向量：0x0000,0004);

軟件中斷⑥：有執行SWI指令產(chǎn)生，可用于用戶(hù)模式下程序調用特權操作指令?？墒褂迷摦惓C制實(shí)現系統功能調用(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(fǎng)問(wèn)，存儲器會(huì )向處理器發(fā)出中止信號，當預取指令被執行時(shí)，才會(huì )產(chǎn)生指令預取中止異常(異常向量：0x0000,000C);

數據中止②：若處理器數據訪(fǎng)問(wèn)的指令的地址不存在，或該地址不允許當前指令訪(fǎng)問(wèn)，產(chǎn)生數據中止異常(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(shí)，產(chǎn)生IRQ異常。系統的外設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(shí)，產(chǎn)生FIQ異常(異常向量：0x0000,001C)。

說(shuō)明：其中異常向量0x0000,0014為保留的異常向量。

ARM體系結構的存儲器格式

ARM體系結構的存儲器格式有如下兩種：

大端格式：字數據的高字節存儲在低地址中，字數據的低字節存放在高地址中;

小端格式：與大端存儲格式相反，高地址存放數據的高字節，低地址存放數據的低字節。

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(wèn)題;用來(lái)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(guò)單字轉移指令范圍的跳轉提供空間來(lái)保存常量。

ARM中的重映射是指在程序執行過(guò)程中通過(guò)寫(xiě)某個(gè)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(gè)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(kāi)始的，但這些存儲器的讀時(shí)間比SRAM/DRAM長(cháng)，造成其內部執行頻率不高，故一般在前面一段程序將代碼搬移到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，而B(niǎo)指令只能在前后32MB范圍內跳轉;芯片具有Remap功能。當向量表位于內部RAM或外部存儲器中，用B指令不能跳轉到正確的位置。

鎖相環(huán)(PLL)注意要點(diǎn)

PLL在芯片復位或進(jìn)入掉電模式時(shí)被關(guān)閉并旁路，在掉電喚醒后不會(huì )自動(dòng)恢復PLL的設定;

PLL只能通過(guò)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(huì )導致芯片的錯誤操作。

ARM7與ARM9的區別

ARM7內核是0.9MIPS/MHz的三級流水線(xiàn)和馮S226;諾伊曼結構;ARM9內核是五級流水線(xiàn)，提供1.1MIPS/MHz的哈佛結構。ARM7沒(méi)有MMU，ARM720T是MMU的;ARM9是有MMU的，ARM940T只有Memoryprotectionunit.不是一個(gè)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調試技術(shù)的內核。ARM9的時(shí)鐘頻率比ARM7更高，采用哈佛結構區分了數據總線(xiàn)和指令總線(xiàn)。

使用外部中斷注意

把某個(gè)引腳設置為外部中斷功能后，該引腳為輸入模式，由于沒(méi)有內部上拉電阻，所以必須外接一個(gè)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(jìn)入掉電模式并通過(guò)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(jìn)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(jìn)行有關(guān)ARM芯片的學(xué)習與設計。省去了設計者因為不熟悉原理或其中一些小問(wèn)題造成的不必要的時(shí)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(shí)之需。