学习ARM也有一定时间了,想想还是记点东西,要不以后就忘了.这是我的第一片,简简单单.但比较基础.
1. ARM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;
2. MAM 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。
3. VIC 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0x4000 0000。
4. ARM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
5. IRQ 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。
6. ARM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。
7. ARM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【非法词语被屏蔽】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。
9. ARM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。
10. ARM处理器运行模式答:ARM微处理器支持7种运行模式,分别为: 用户模式(usr):ARM处理器正常的程序执行状态; 快速中断模式(fiq):用于高速数据传输或通道管理; 外部中断模式(irq):用于通用的中断处理; 管理模式(svc):操作系统使用的保护模式; 数据访问终止模式(abt):当数据或指令预取终止时进入该模式,用于虚拟存储及存储保护; 系统模式(sys):运行具有特权的操作系统任务; 未定义指令中止模式(und):当未定义指令执行时进入该模式,可用于支持硬件协处理器的软件仿真。
11. ARM体系结构所支持的异常类型答:ARM体系结构所支持的异常和具体含义如下(圈里面的数字表示优先级): 复位①:当处理器的复位电平有效时,产生复位异常,程序跳转到复位异常处执行(异常向量:0x0000,0000); 未定义指令⑥:当ARM处理器或协处理器遇到不能处理的指令时,产生为定义异常。可使用该异常机制进行软件仿真(异常向量:0x0000,0004); 软件中断⑥:有执行SWI指令产生,可用于用户模式下程序调用特权操作指令。可使用该异常机制实现系统功能调用(异常向量:0x0000,0008); 指令预取中止⑤:若处理器的预取指令的地址不存在,或该地址不允许当前指令访问,存储器会向处理器发出中止信号,当预取指令被执行时,才会产生指令预取中止异常(异常向量:0x0000,000C); 数据中止②:若处理器数据访问的指令的地址不存在,或该地址不允许当前指令访问,产生数据中止异常(异常向量:0x0000,0010); IRQ④(外部中断请求):当处理器的外部中断请求引脚有效,且CPSR中的I位为0时,产生IRQ异常。系统的外设可以该异常请求中断服务(异常向量:0x0000,0018); FIQ③(快速中断请求):当处理器的快速中断请求引脚有效,且CPSR中的F位为0时,产生FIQ异常(异常向量:0x0000,001C)。说明:其中异常向量0x0000,0014为保留的异常向量。
12. ARM体系结构的存储器格式答:ARM体系结构的存储器格式有如下两种: 大端格式:字数据的高字节存储在低地址中,字数据的低字节存放在高地址中; 小端格式:与大端存储格式相反,高地址存放数据的高字节,低地址存放数据的低字节。
13. ARM寄存器总结: ARM有16个32位的寄存器(r0到r15)。 r15充当程序寄存器PC,r14(link register)存储子程序的返回地址,r13存储的是堆栈地址。 ARM有一个当前程序状态寄存器:CPSR。 一些寄存器(r13,r14)在异常发生时会产生新的instances,比如IRQ处理器模式,这时处理器使用r13_irq和r14_irq ARM的子程序调用是很快的,因为子程序的返回地址不需要存放在堆栈中。
14. 存储器重新映射的原因: 使Flash存储器中的FIQ处理程序不必考虑因为重新映射所导致的存储器边界问题; 用来处理代码空间中段边界仲裁的SRAM和Boot Block向量的使用大大减少; 为超过单字转移指令范围的跳转提供空间来保存常量。
15. 存储异常向量表中程序跳转使用LDR指令,而不使用B指令的原因: LDR指令可以全地址范围跳转,而B指令只能在前后32MB范围内跳转; 芯片具有Remap功能。当向量表位于内部RAM或外部存储器中,用B指令不能跳转到正确的位置。
16. 锁相环(PLL)注意要点: PLL在芯片复位或进入掉电模式时被关闭并旁路,在掉电唤醒后不会自动恢复PLL的设定; PLL只能通过软件使能; PLL在激活后必须等待其锁定,然后才能连接; PLL如果设置不当将会导致芯片的错误操作。
17. ARM7与ARM9的区别: ARM7内核是0.9MIPS/MHz的【非法词语被屏蔽】流水线和冯诺伊曼结构;ARM9内核是五级流水线,提供1.1MIPS/MHz的哈佛结构。 ARM7没有MMU,ARM720T是MMU的;ARM9是有MMU的,ARM940T只有Memory protection unit.不是一个完整的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调试技术的内核。ARM9的时钟频率比ARM7更高,采用哈佛结构区分了数据总线和指令总线。
18. VIC的基本操作如下:答:设置IRQ/FIQ中断,若是IRQ中断则可以设置为向量中断并分配中断优先级,否则为非向量IRQ。然后可以设置中断允许,以及向量中断对应地址或非向量中断默认地址。当有中断后,若是IRQ中断,则可以读取向量地址寄存器,然后跳转到相应的代码。当要退出中断时,对向量地址寄存器写0,通知VIC中断结束。当发生中断时,处理器将会切换处理器模式,同时相关的寄存器也将会映射。
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