為什么ARM最受歡迎？ARM架構(gòu)

ARM簡介:

ARM 代表高級 RISC（精簡指令集計算機）機器。ARM 最初是 BCC 計算機 Acorn 制造商的一部分，現(xiàn)在為 Apple iPad 設(shè)計芯片。第一個 ARM 于 1978 年在劍橋大學(xué)成立。Acorn 集團計算機于 1985 年開發(fā)出第一個 ARM 商用 RISC 處理器。ARM 于 1990 年成立并非常流行。2007 年和 10 年 98% 以上的手機使用 ARM 2008年處理器出貨量達到10億個。ARM是被微控制器和微處理器取代的最新技術(shù)。基本上 ARM 是 16 位/32 位處理器或控制器。ARM 是先進數(shù)字產(chǎn)品的核心，例如手機、汽車系統(tǒng)、數(shù)碼相機以及家庭網(wǎng)絡(luò)和無線技術(shù)。

為什么 ARM 最受歡迎：

ARM 是最流行的處理器，由于其低功耗和合理的性能而特別用于便攜式設(shè)備。

與其他處理器相比，ARM 具有更好的性能。ARM處理器基本上由低功耗和低成本組成。使用ARM非常容易快速高效地開發(fā)應(yīng)用程序，這也是ARM最受歡迎的主要原因。

ARM架構(gòu)系列簡介：

ARM 架構(gòu)系列

不同ARM版本的特點：

版本1：

ARM版本一架構(gòu)：

軟件中斷

26位地址總線

數(shù)據(jù)處理速度慢

它支持字節(jié)、字和多字加載操作

版本2：

26位地址總線

線程同步自動指令

協(xié)處理器支持

版本3：

32 位尋址

多種數(shù)據(jù)支持（如32位=32*32=64）。

比 ARM 版本 1 和版本 2 更快

版本 4：

32位地址空間

其支持T變體：16位THUMB指令集

它支持 M 變體：長乘法意味著給出 64 位結(jié)果

版本 5：

改進的 ARM THUMB 交互操作

支持CCL指令

支持E變體：增強型DSP指令集

它支持S變體：Java字節(jié)碼執(zhí)行加速

版本 6：

改進的記憶系統(tǒng)

支持單指令多數(shù)據(jù)

ARM 命名法：

ARM有不同的版本，如ARMTDMI、ARM10XE，TDMI和XE的含義如下：

手臂 {X}{Y}{Z}{T}{D}{M}{I}{E}{J}{F}{S}

X——家庭

Y——內(nèi)存管理

Z——緩存

T – THUMB 16 位解碼器

D – JTAG 調(diào)試

M——快速乘數(shù)

I – 嵌入式 ICE 宏單元

E – 強化教學(xué)

J – Jazelle（Java）

F – 向量浮點單元

S – 可合成版本

ARM架構(gòu)：

ARM 是一種加載-存儲減少指令集計算機體系結(jié)構(gòu)；這意味著核心不能直接操作內(nèi)存。所有數(shù)據(jù)操作都必須通過寄存器使用內(nèi)存中的信息來完成。執(zhí)行數(shù)據(jù)操作并將值存回內(nèi)存。ARM由37個寄存器組組成，其中31個是通用寄存器，6個是狀態(tài)寄存器。ARM 使用七種處理模式來運行用戶任務(wù)。

用戶模式

FIQ模式

中斷請求模式

SVC模式

未定義模式

中止模式

拇指模式

用戶模式為普通模式；其中寄存器數(shù)量最少。它沒有 SPSR 并且對 CPSR 的訪問受到限制。FIQ和IRQ是CPU的兩種中斷引起模式。FIQ是處理過去的中斷，IRQ是誹謗中斷。FIQ 模式具有額外的五個分組寄存器，可在處理關(guān)鍵中斷時提供更大的靈活性和高性能。Supervisor模式是處理器啟動或復(fù)位的軟件中斷模式。未定義模式捕獲非法指令的執(zhí)行。ARM內(nèi)核由32位數(shù)據(jù)總線和更快的數(shù)據(jù)流組成。在 THUMB 模式下，32 位數(shù)據(jù)分為 16 位，提高了處理速度。

某些寄存器在每種模式下都被保留以供內(nèi)核特定使用。保留的寄存器是

SP（堆棧指針）。

LR（鏈接寄存器）。

PC（程序計數(shù)器）。

CPSR（當(dāng)前程序狀態(tài)寄存器）。

SPSR（保存程序狀態(tài)寄存器）。

保留的寄存器用于特定功能。SPSR和CPSR包含特定屬性的狀態(tài)控制位。這些屬性定義操作模式、ALU 狀態(tài)標(biāo)志、中斷啟用或禁用標(biāo)志。ARM 內(nèi)核工作在兩種狀態(tài)：32 位狀態(tài)或 THUMBS 狀態(tài)。

ARM 模式選擇寄存器

基于 ARM 的溫度測量：

溫度是工業(yè)應(yīng)用中最重要的參數(shù)。測量和控制的準(zhǔn)確性非常重要。更多的工業(yè)變壓器因高電壓、過載和高溫而損壞。溫度測量和控制的精度要求很高。該項目旨在將溫度傳感器連接到基于 ARM 的微控制器。

工業(yè)溫度控制器

工作流程：

LPC2148是一款16/32位ARM7 CPU。溫度傳感器LM35是一個模擬傳感器，連接到LPC2148微控制器模擬通道。被誹謗的溫度值在微控制器中預(yù)先編程。圖形 LCD 連接到微控制器輸出引腳。溫度傳感器每秒監(jiān)測溫度。當(dāng)溫度因過載而升高時，傳感器將模擬信號發(fā)送到微控制器。微控制器通過蜂鳴器和液晶顯示屏發(fā)出警報。LCD 在屏幕上顯示溫度。該應(yīng)用程序在工業(yè)中用于安全目的。

ARM7框圖和特性：

ARM7框圖

ARM7的特點：

ARM7 是 16/31 位總線

靜態(tài) RAM 為 40 kb

片上閃存可編程存儲器為512kb

它是一個 60 MHz 運行的高速控制器

兩個 10 位 ADC 轉(zhuǎn)換器總共提供 14 個模擬輸入

1個10位D/A轉(zhuǎn)換器

兩個 32 位定時器/計數(shù)器

4- CCM（捕獲比較調(diào)制）、6-PWM、看門狗定時器

1個RTC，9個中斷

1個I2C協(xié)議、SPI協(xié)議、SSP協(xié)議

兩種UART串行通信協(xié)議

應(yīng)用：

工業(yè)控制

醫(yī)療系統(tǒng)

通訊網(wǎng)關(guān)

嵌入式軟調(diào)制解調(diào)器

通用應(yīng)用程序

訪問控制

尺度點

審核編輯 黃宇