1. ARM简介ARM(Advaced RISC Machies)是一家成立于1990年的英国公司,专门从事低功耗、高性能的嵌入式处理器设计。ARM处理器以其高效能、低功耗和可信赖性而广受欢迎,目前全球超过90%的智能手机和平板电脑都采用ARM架构。
2. ARM架构特点
(1)低功耗:ARM架构处理器采用了精简指令集(RISC)设计,使得处理器能够更高效地执行任务,同时降低了功耗。
(2)高性能:ARM架构处理器采用了流水线设计,使得处理器的执行效率更高,能够处理更复杂的任务。
(3)可扩展性:ARM架构处理器采用了多种指令集,可以满足不同应用的需求,同时处理器核结构可以灵活扩展。
(4)低成本:ARM架构处理器的价格相对较低,使得其广泛应用于嵌入式系统、移动设备和物联网等领域。
3. ARM指令集ARM指令集是一种精简指令集(RISC)架构,指令集包含了控制指令、算术指令、逻辑指令、移位指令等。ARM指令集具有以下特点:
(1)指令格式简单:ARM指令格式通常为三地址格式,指令长度固定为32位。
(2)寻址方式灵活:ARM指令集提供了多种寻址方式,包括直接寻址、间接寻址、基址寻址等。
(3)支持条件执行:ARM指令集支持条件执行,可以根据条件来执行不同的操作。
4. ARM寄存器ARM处理器共有37个寄存器,分为3种类型:通用寄存器、程序计数器(PC)和链接寄存器(LR)。其中,通用寄存器包括R0~R15,用于存储数据和地址;PC用于存储下一条要执行的指令的地址;LR用于存储函数调用的返回地址。
5. ARM存储系统ARM存储系统包括内存和缓存两部分。内存是外部存储器,用于存储程序和数据;缓存是高速缓冲存储器,用于提高内存访问速度。ARM架构支持多种缓存类型,包括数据缓存、指令缓存和统一缓存。
6. ARM汇编语言ARM汇编语言是用于编写ARM程序的语言,它是一种低级语言,通常用于开发性能敏感的应用程序。ARM汇编语言包括指令和伪指令两种类型。指令可以直接控制硬件设备,伪指令则用于定义程序中的变量和常量等。
7. ARM程序的执行ARM程序的执行主要包括取指、解码、执行和写回四个步骤。取指是指从内存中读取指令并加载到PC中;解码是指将指令解码成微操作序列;执行是指执行微操作序列;写回是指将执行结果写回到寄存器中。
8. ARM开发工具ARM开发工具包括编译器、汇编器、链接器、调试器和仿真器等。常用的ARM开发工具包括Keil、IAR Embedded Workbech和ARM DS-5 Sreamlie等。这些工具可以帮助开发人员从代码编写到调试和优化整个开发流程。
9. ARM应用领域ARM架构广泛应用于移动设备、嵌入式系统、物联网、云计算等领域。其中,移动设备是ARM架构的主要应用领域,全球超过90%的智能手机和平板电脑都采用ARM架构处理器。ARM架构还在物联网领域得到广泛应用,例如智能家居、智能城市等。