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ARM的应用学习

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    安谋国际科技股份有限公司(英语:ARM Holdings plc.,LSE:ARM、NASDAQ:ARMH),即ARM公司,是软银旗下芯片设计公司,总部位于英国剑桥,ARM是Advanced RISC Machine的缩写,意为高级精简指令集计算机。2016年,软银创始人孙正义斥资320亿美元收购了Arm。当时时间2023年9月14日,ARM登陆纳斯达克。
ARM版本分为两类:一是内核版本,一是处理器版本。
内核版本及处理器版本
     arm内核: arm内核主要由:寄存器 、指令集 、总线 、存储器映射规则 、中断逻辑 和调试组件 等。arm内核: arm内核主要由:寄存器 、指令集 、总线 、存储器映射规则 、中断逻辑 和调试组件 等。
     内核是由ARM公司设计并以销售方式授权给个芯片厂商使用的(ARM公司本身不做芯片)。比如为高速度设计的Cortex A8、A9都是ARMv7a 架构;Cortex M3、M4是ARMv7m架构;前者是处理器(就是内核) ,后者是指令集的架构(也简称架构)。
外设: 包括计时器、A/D转换器、存储器、I2C、UART、SPI、ROM等等。
     由各个芯片厂商自己设计并与ARM内核衔接配套。不同的芯片厂商就有不同的外设,因此构成了数量和规格庞大的ARM芯片产业。
    arm指令集架构:指令集的设计是处理器结构中最重要的部分,用arm的术语称之为ISA(Instruction Set Architecture)。
    对于32位的cpu,这些指令就是一个个32位的01的序列,不同的值就代表了不同的机器指令 ,cpu的硬件能完美的解析并执行这些指令,比如寻址、运算、异常处理等等。从1985年ARMv1架构诞生起,到2011年,ARM架构已经发展到了第八代ARMv8。Cortex-A32/35/53/57/72/73/77/78采用的都是ARMv8 架构,这是ARM公司的首款支持64位指令集的处理器架构 。
ARM的工作状态及模式
ARM有2种工作状态:一为ARM状态;一为Thumb状态。
ARM有7种工作模式
1、用户模式(usr):正常执行程序
2、快速中断模式(FIQ): 高速数据传输
3、外部中断模式(IRQ): 普通中断处理
4、管理模式(svc):操作系统使用的保护模式
5、数据访问终止模式(abt): 用于虚拟存储和存储保护
6、系统模式(sys): 用于运行特权级的操作系统任务
7、未定义指令中止模式(und): 用于支持通过软件仿真硬件的协处理器
从应用的角度,对在选择ARM芯片时所应考虑的主要因素有:
1、ARM芯核:如果希望使用WinCE或Linux等操作系统以减少软件开发时间,就需要选择ARM720T以上带有MMU功能的ARM芯片.
2、系统时钟控制器:系统时钟决定了ARM芯片的处理速度。ARM7的处理速度为0.9MIPS/MHz,常见的ARM7芯片系统主时钟为20MHz-133MHz,ARM9的处理速度为1.1MIPS/MHz,常见的ARM9的系统主时钟为100MHz-233MHz, ARM10最高可以达到700MHz。
3、内部存储器容量:在不需要大容量存储器时,可以考虑选用有内置存储器的ARM芯片。
4、GPIO数量:在某些芯片供应商提供的说明书中,往往申明的是最大可能的GPIO数量,但是有许多引脚是和地址线、数据线、串口线等引脚复用的。这样在系统设计时需要计算实际可以使用的GPIO数量。
5、USB接口:许多ARM芯片内置有USB控制器,有些芯片甚至同时有USB Host和USB Slave控制器。
6、中断控制器:ARM内核只提供快速中断(FIQ)和标准中断(IRQ)两个中断向量。但各个半导体厂家在设计芯片时加入了自己不同的中断控制器,以便支持诸如串行口、外部中断、时钟中断等硬件中断。外部中断控制是选择芯片必须考虑的重要因素,合理的外部中断设计可以很大程度的减少任务调度的工作量。
7、LCD控制器:些ARM芯片内置LCD控制器,有的甚至内置64K彩色TFT LCD控制器。在设计PDA和手持式显示记录设备时,选用内置LCD控制器的ARM芯片较为适宜。
8、扩展总线:大部分ARM芯片具有外部SDRAM和SRAM扩展接口,不同的ARM芯片可以扩展的芯片数量即片选线数量不同,外部数据总线有8位、16位或32位。某些特殊应用的ARM芯片如德国Micronas的PUC3030A没有外部扩展功能。
9、封装:主要的封装有QFP、TQFP、PQFP、LQFP、BGA、LBGA等形式,BGA封装具有芯片面积小的特点,可以减少PCB板的面积,但是需要专用的焊接设备,无法手工焊接。另外一般BGA封装的ARM芯片无法用双面板完成PCB布线,需要多层PCB板布线。

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沙发
yiy| | 2024-1-19 14:44 | 只看该作者
ARM自己也做芯片了?

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WK520077778 2024-1-19 19:16 回复TA
IP授权。台积电**做芯片 
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