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暑期特训 | 一文看懂ARM的22个常用概念

2018-08-15
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暑期特训 | 一文看懂ARM的22个常用概念

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本文将介绍ARM中一些常见英文缩写解释,MAM使用注意事项,VIC使用注意事项,ARM启动代码设计等知识。 欢迎大家学习。 中一些常见英文缩写解释MSB:最高有效位;LSB:最低有效位;AHB:先进的高性能总线;VPB:连接片内外设功能的VLSI外设总线;EMC:外部存储器控制器;MAM:存储器加速模块;VIC:向量中断控制器;SPI:全双工串行接口;CAN:控制器局域网,一种串行通讯协议;PWM:脉宽调制器;ETM:嵌入式跟踪宏;CPSR:当前程序状态寄存器;SPSR:程序保护状态寄存器;使用注意事项答:当改变MAM定时值时,必须先通过向MAMCR写入0来关闭MAM,然后将新值写入MAMTIM。 最后,将需要的操作模式的对应值写入MAMCR,再次打开MAM。

对于低于20MHz的系统时钟,MAMTIM设定为001。 对于20MHz到40MHz之间的系统时钟,建议将Flash访问时间设定为2cclk,而在高于40MHz的系统时钟下,建议使用3cclk。

郭老师使用注意事项答:如果在片内RAM当中运行代码并且应用程序需要调用中断,那么必须将中断向量重新映射到Flash地址0x0。 这样做是因为所有的异常向量都位于地址0x0及以上。 通过将寄存器MEMMAP(位于系统控制模块当中)配置为用户RAM模式来实现这一点。 用户代码被连接以便使中断向量表装载到0x40000000。 启动代码设计答:ARM启动代码直接面对处理器内核和硬件控制器进行编程,一般使用汇编语言。

启动代码一般包括:中断向量表初始化存储器系统初始化堆栈初始化有特殊要求的端口、设备初始化用户程序执行环境改变处理器模式呼叫主应用程序和FIQ之间的区别答:IRQ和FIQ是ARM处理器的两种编程模式。 IRQ是指中断模式,FIR是指快速中断模式。 对于FIQ你必须尽快处理你的事情并离开这个模式。 IRQ可以被FIQ所中断,但IRQ不能中断FIQ。 为了使FIQ更快,所以这种模式有更多的影子寄存器。 FIQ不能调用SWI(软件中断)。

FIQ还必须禁用中断。 如果一个FIQ例程必须重新启用中断,则它太慢了,并应该是IRQ而不是FIQ。 处理器对异常中断的响应过程答:ARM处理器对异常中断的响应过程如下所述:保存处理器当前状态、中断屏蔽位以及各条件标志位;设置当前程序状态寄存器CPSR中的相应位;将寄存器lr_mode设置成返回地址;将程序计数器值PC,设置成该异常中断的中断向量地址,跳转到相应异常中断处执行。

指令与Thumb指令的区别答:在ARM体系结构中,ARM指令集中的指令是32位的指令,其执行效率很高。 对于存储系统数据总线为16位的应用系统,ARM体系提供了Thumb指令集。 Thumb指令集是对ARM指令集的一个子集重新编码得到的,指令长度为16位。 通常在处理器执行ARM程序时,称处理器处于ARM状态;当处理器执行Thumb程序时,称处理器处于Thumb状态。

Thumb指令集并没有改变ARM体系地层的程序设计模型,只是在该模型上加上了一些限制条件。

Thumb指令集中的数据处理指令的操作数仍然为32位,指令寻址地址也是32位的。

8.什么是ATPCS答:为了使单独编译的C语言程序和汇编程序之间能够相互调用,必须为子程序之间的调用规定一定的规则。 ATPCS就是ARM程序和Thumb程序中子程序调用的基本规则。 这些规则包括寄存器使用规则,数据栈的使用规则,参数的传递规则等。

程序和Thumb程序混合使用的场合答:通常,Thumb程序比ARM程序更加紧凑,而且对于内存为8位或16位的系统,使用Thumb程序效率更高。 但是,在下面一些场合下,程序必须运行在ARM状态,这时就需要混合使用ARM和Thumb程序。

强调速度的场合,应该使用ARM程序;有些功能只能由ARM程序完成。

如:使用或者禁止异常中断;当处理器进入异常中断处理程序时,程序状态切换到ARM状态,即在异常中断处理程序入口的一些指令是ARM指令,然后根据需要程序可以切换到Thumb状态,在异常中断程序返回前,程序再切换到ARM状态。

ARM处理器总是从ARM状态开始执行。

因而,如果要在调试器中运行Thumb程序,必须为该Thumb程序添加一个ARM程序头,然后再切换到Thumb状态,执行Thumb程序。

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