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干货丨为什么ARM最受欢迎?ARM架构

2023/08/03
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ARM简介:

ARM 代表高级 RISC(精简指令集计算机)机器。ARM 最初是 BCC 计算机 Acorn 制造商的一部分,现在为 Apple iPad 设计芯片。第一个 ARM 于 1978 年在剑桥大学成立。Acorn 集团计算机于 1985 年开发出第一个 ARM 商用 RISC 处理器。ARM 于 1990 年成立并非常流行。2007 年和 10 年 98% 以上的手机使用 ARM 2008年处理器出货量达到10亿个。ARM是被微控制器微处理器取代的最新技术。基本上 ARM 是 16 位/32 位处理器或控制器。ARM 是先进数字产品的核心,例如手机、汽车系统、数码相机以及家庭网络和无线技术

为什么 ARM 最受欢迎:

ARM 是最流行的处理器,由于其低功耗和合理的性能而特别用于便携式设备。

与其他处理器相比,ARM 具有更好的性能。ARM处理器基本上由低功耗和低成本组成。使用ARM非常容易快速高效地开发应用程序,这也是ARM最受欢迎的主要原因。

ARM架构系列简介:

不同ARM版本的特点:

版本1:

ARM版本一架构:

  • 软件中断
  • 数据处理速度慢
  • 它支持字节、字和多字加载操作
版本2:
  • 26位地址总线
  • 线程同步自动指令
版本3:
  • 32 位寻址
  • 多种数据支持(如32位=32*32=64)。
  • 比 ARM 版本 1 和版本 2 更快
版本 4:
  • 32位地址空间
  • 其支持T变体:16位THUMB指令集
  • 它支持 M 变体:长乘法意味着给出 64 位结果
版本 5:
 
  • 改进的 ARM THUMB 交互操作
  • 支持CCL指令
  • 支持E变体:增强型DSP指令集
  • 它支持S变体:Java字节码执行加速
版本 6:
  • 改进的记忆系统
  • 支持单指令多数据
ARM 命名法:
ARM有不同的版本,如ARMTDMI、ARM10XE,TDMI和XE的含义如下:
 
手臂 {X}{Y}{Z}{T}{D}{M}{I}{E}{J}{F}{S}
  • X——家庭
  • Y——内存管理
  • Z——缓存
  • T – THUMB 16 位解码器
  • D – JTAG 调试
  • M——快速乘数
  • I – 嵌入式 ICE 宏单元
  • E – 强化教学
  • J – Jazelle(Java)
  • F – 向量浮点单元
  • S – 可合成版本
ARM架构:
ARM 是一种加载-存储减少指令集计算机体系结构;这意味着核心不能直接操作内存。所有数据操作都必须通过寄存器使用内存中的信息来完成。执行数据操作并将值存回内存。ARM由37个寄存器组组成,其中31个是通用寄存器,6个是状态寄存器。ARM 使用七种处理模式来运行用户任务。
  • 用户模式
  • FIQ模式
  • 中断请求模式
  • SVC模式
  • 未定义模式
  • 中止模式
  • 拇指模式
用户模式为普通模式;其中寄存器数量最少。它没有 SPSR 并且对 CPSR 的访问受到限制。FIQ和IRQ是CPU的两种中断引起模式。FIQ是处理过去的中断,IRQ是诽谤中断。FIQ 模式具有额外的五个分组寄存器,可在处理关键中断时提供更大的灵活性和高性能。Supervisor模式是处理器启动或复位的软件中断模式。未定义模式捕获非法指令的执行。ARM内核由32位数据总线和更快的数据流组成。在 THUMB 模式下,32 位数据分为 16 位,提高了处理速度。
某些寄存器在每种模式下都被保留以供内核特定使用。保留的寄存器是
  • SP(堆栈指针)。
  • LR(链接寄存器)。
  • PC(程序计数器)。
  • CPSR(当前程序状态寄存器)。
  • SPSR(保存程序状态寄存器)。
保留的寄存器用于特定功能。SPSR和CPSR包含特定属性的状态控制位。这些属性定义操作模式、ALU 状态标志、中断启用或禁用标志。ARM 内核工作在两种状态:32 位状态或 THUMBS 状态。
 

ARM 模式选择寄存器
基于 ARM 的温度测量:
温度是工业应用中最重要的参数。测量和控制的准确性非常重要。更多的工业变压器因高电压、过载和高温而损坏。温度测量和控制的精度要求很高。该项目旨在将温度传感器连接到基于 ARM 的微控制器。

工作流程:
LPC2148是一款16/32位ARM7 CPU 温度传感器LM35是一个模拟传感器,连接到LPC2148微控制器模拟通道。被诽谤的温度值在微控制器中预先编程。图形 LCD 连接到微控制器输出引脚。温度传感器每秒监测温度。当温度因过载而升高时,传感器将模拟信号发送到微控制器。微控制器通过蜂鸣器液晶显示屏发出警报。LCD 在屏幕上显示温度。该应用程序在工业中用于安全目的。
ARM7框图和特性:

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应用:

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