arm重點整理
第1章：
1、嵌入式系統定義：根據ieee（國際電氣和電子工程師協會）的定義：嵌入式系統是「用於控制、監視或者輔助操作機器和裝置的裝置」。簡單講，就是嵌入到物件體中的專用計算機系統。
從技術的角度定義：以應用為中心、以計算機技術為基礎、軟體硬體可裁剪、適應應用系統對功能、可靠性、成本、體積、功耗嚴格要求的專用計算機系統。
從系統的角度定義：嵌入式系統是設計完成複雜功能的硬體和軟體，並使其緊密耦合在一起的計算機系統。
2、c/os-定義：乙個原始碼公開、可移植、可裁剪、佔先式的實時多工作業系統，其絕大部分原始碼使用ansic寫的。特點：
提供源**、可移植、可固化、可裁剪、可剝奪、多工、可確定性、任務棧、系統服務、中斷管理、穩定性與可靠性。
第2章：
1、arm體系結構
arm處理器為risc晶元，其簡單的結構使arm核心非常小，這使得器件的功耗也非常低。它具有經典risc的特點：
（1）大的、統一的暫存器檔案；
（2）裝載/儲存結構，資料處理操作只針對暫存器的內容，而不直接對儲存器進行操作；
（3）簡單的定址模式;
（4）統一和固定長度的指令域，簡化了指令的解碼。
（5）每條資料處理指令都對算術邏輯單元和移位器控制，以實現alu和移位器的最大利用；
（6）位址自動增加和減少定址模式，優化程式迴圈；
（7）多暫存器裝載和儲存指令實現最大資料吞吐量;
（8）所有指令的條件執行實現最快速的**執行。
2、**流水線：正常操作過程中，在執行一條指令的同時對下一條(第二條)指令進行解碼，並將第三條指令從儲存器中取出。 arm處理器使用流水線來增加處理器指令流的速度，使得幾個操作可同時進行，處理和儲存器系統可連續操作，能提供0.
9mips/mhz的指令執行速度。
3、處理器狀態：arm7tdmi處理器核心使用v4t版本的arm結構，該結構包含32位arm指令集和16位thumb指令集。因此arm7tdmi處理器有兩種操作狀態：
arm狀態：32位，這種狀態下執行的是字方式的arm指令；
thumb狀態：16位，這種狀態下執行半字方式的thumb指令。
注意：兩個狀態之間的切換並不影響處理器模式或暫存器內容。
4、 處理器模式：arm體系結構支援7種處理器模式，分別為：使用者模式、快中斷模式、中斷模式、管理模式、中止模式、未定義模式和系統模式，如下表所示。
這樣的好處是可以更好的支援作業系統並提高工作效率。arm7tdmi完全支援這七種模式。
4、內部暫存器：在arm7tdmi處理器內部有37個使用者可見的暫存器。所有的37個暫存器，分成兩大類：
31個通用32位暫存器、6個狀態暫存器。 在組合語言中暫存器r0～r13為儲存資料或位址值的通用暫存器。它們是完全通用的暫存器，不會被體系結構作為特殊用途，並且可用於任何使用通用暫存器的指令。
暫存器r13常作為堆疊指標（sp）。用於儲存待使用的暫存器的內容。
r14為鏈結暫存器（lr），在結構上有兩個特殊功能：
當使用bl指令呼叫子程式時，返回位址將自動存入r14中；
當發生異常時，將r14對應的異常模式版本設定為異常返回位址（有些異常有乙個小的固定偏移量）。
暫存器r15為程式計數器（pc），它指向正在取指的位址。可以認為它是乙個通用暫存器，但是對於它的使用有許多與指令相關的限制或特殊情況。如果r15使用的方式超出了這些限制，那麼結果將是不可**的
5、cpsr標誌位：
n 運算結果的最高位反映在該標誌位。對於有符號二進位制補碼，結果為負數時n=1，結果為正數或零時n=0；
z 指令結果為0時z=1（通常表示比較結果「相等」），否則z=0；
c 當進行加法運算(包括cmn指令)，並且最高位產生進製時c=1，否則c=0。當進行減法運算(包括cmp 指令)，並且最高位產生借位時c=0，否則c=1。對於結合移位操作的非加法/減法指令，c為從最高位最後移出的值，其它指令c通常不變；
v 當進行加法/減法運算，並且發生有符號溢位時v=1，否則v=0，其它指令v通常不變。
cpsr控制位：
cpsr的最低8位為控制位，當發生異常時，這些位被硬體改變。當處理器處於乙個特權模式時，可用軟體操作這些位。它們分別是：中斷禁止位；t位；模式位。
中斷禁止位包括i和f位：當i位置位時，irq中斷被禁止；當f位置位時，fiq中斷被禁止。
t位反映了正在操作的狀態：當t位置位時，處理器正在thumb狀態下執行；當t位清零時，處理器正在arm狀態下執行。
模式位包括m4、m3、m2、m1和m0，這些位決定處理器的操作模式。（注意：不是所有模式位的組合都定義了有效的處理器模式，如果使用了錯誤的設定，將引起乙個無法恢復的錯誤。）
6、異常向量表（8個異常向量）：
7、異常向量的優先順序：當多個異常同時發生時，乙個固定的優先順序系統決定它們被處理的順序：
8、異常的進入和退出
注意：中斷返回指令的暫存器列表（其中必須包括pc）後的「^」符號表示這是一條特殊形式的指令。這條指令在從儲存器中裝載pc的同時（pc是最後恢復的），cpsr也得到恢復。
這裡使用的堆疊指標sp（r13）是屬於異常模式的暫存器，每個異常模式有自己的堆疊指標。這個堆疊指標應必須在系統啟動時初始化。
進入異常：
在異常發生後，arm7tdmi核心會作以下工作：
1.在適當的lr中儲存下一條指令的位址，當異常入口來自：
arm狀態，那麼arm7tdmi將當前指令位址加4或加8複製（取決於異常的型別）到lr中；
為thumb狀態，那麼arm7tdmi將當前指令位址加2，加4或加8 （取決於異常的型別）複製到 lr中；異常處理器程式不必確定狀態。
2.將cpsr複製到適當的spsr中；
3. 將cpsr模式位強制設定為與異常型別相對應的值；
4.強制pc從相關的異常向量處取指。
退出異常：
當異常結束時，異常處理程式必須：
1.將lr中的值減去偏移量後存入pc，偏移量根據異常的型別而有所不同；
2.將spsr的值複製回cpsr；
3.清零在入口置位的中斷禁止標誌。
注：恢復cpsr的動作會將t、f和i位自動恢復為異常發生前的值
第3章：
1、 arm指令的基本格式如下：
其中<>號內的項是必須的，{}號內的項是可選的。各項的說明如下：
opcode：指令助記符； cond：執行條件；
s：是否影響cpsr暫存器的值；
rd：目標暫存器rn：第1個運算元的暫存器；
operand2：第2個運算元；
靈活的使用第2個運算元「operand2」能夠提高**效率。它有如下的形式：
#immed_8r——常數表示式；
rm——暫存器方式；
rm,shift——暫存器移位方式；
2、（1）前索引
前索引也稱為前變址，在資料傳送之前，將先計算基位址與偏移量，其結果作為傳送資料的儲存位址。 例如：
ldr rd, [rn, #0x04]!
ldr rd, [rn, #-0x04]
備註：其中的驚嘆號『！』用於指示指令執行後，修改否基址暫存器。
2）後索引
後索引也稱為後變址，是用基址暫存器中的位址值定址，找出運算元進行操作，操作完成後, 再把位址偏移量和基址相加/減, 結果送到基址暫存器。例：
ldr rd, [rn], #0x04
str rd, [rn], #-0x08
在後索引中, 都會修改基址暫存器（不需要驚嘆號字尾）。
第4章：
1、兩種常見的arm編譯開發環境
ads/sdt ide開發環境：它由arm公司開發，使用了codewarrior公司的編譯器；
embestide開發環境：整合了gnu開發工具的ide開發環境,由gnu的彙編器as、交叉編譯器gcc、和鏈結器ld等組成。
2、atpcs（arm-thumb produce call standard）是arm程式和thumb程式中子程式呼叫的基本規則。目的是為了使單獨編譯的c語言程式和匯程式設計序之間能夠相互呼叫。
這些基本規則包括子程式呼叫過程中
（1）暫存器的使用規則：
子程式間通過暫存器r0～r3來傳遞引數
這時，暫存器r0～r3可以記作a1～a4
在子程式中，使用暫存器r4～r11來儲存區域性變數
這時，暫存器 r4～r11可以記作v1～v8
在thumb程式中，通常只能使用暫存器r4～r7來儲存區域性變數
（2）資料棧的使用規則：
根據堆疊指標指向位置的不同和增長方向的不同可以分為以下4種資料棧 ：
fd （full descending） 滿遞減
ed （empty descending）空遞減
fa （full ascending） 滿遞增
ea （empty ascending） 空遞增
atpcs規定資料棧為fd（滿遞減）型別，並且對資料棧的操作是8位元組對齊的。
（3）引數的傳遞規則 ：
引數個數固定的子程式引數傳遞規則：
第一到四個整數引數，通過暫存器r0～r3來傳遞，其他引數通過資料棧傳遞 ；
引數個數可變的子程式引數傳遞規則：
當引數不超過4個時，可以使用暫存器r0～r3來傳遞引數。當引數超過4個時，還可以使用資料棧來傳遞引數。
嵌入式系統複習
嵌入式處理器可以分為幾大類?答 嵌入式處理器可以分為以下幾大類 嵌入式微處理器 嵌入式微控制器 嵌入式dsp處理器 嵌入式片上系統 soc p0.2和p0.3口是i2c介面，當設定它們為gpio時，是否需要外接上拉電阻才能輸出高電平？答 使用gpio注意要點 大部分gpio輸出為推挽方式 個別引腳為...
嵌入式總結
什麼叫嵌入式系統 以應用為中心 以計算機技術為基礎 軟體硬體可裁剪 適應應用系統對功能 可靠性 成本 體積 功耗嚴格要求的專用計算機系統。什麼叫嵌入式處理器？嵌入式處理器分為哪幾類？嵌入式處理器是為完成特殊的應用而設計的特殊目的的處理器。分為四類 1 嵌入式微處理器 embedded micropr...
嵌入式總結
第三部分 arm處理器特點。功耗低 成本低 效能高 支援thumb 16位 arm 32位 雙指令集 cortex支援thumb 2 16 32位混合指令系統 指令長度固定 32位 16位 大量使用暫存器，指令執行速度更快，都可用於多種用途 定址方式靈活簡單，執行效率高 arm處理器的各系列情況。a...