
1.ARM架构简单介绍 市场上成百上千种的 ARM 芯片,如果我们去看它们的内核,却只有不多的几种。 从时间上来看,从1985年设计的 26 位地址总线的 ARMv1, 到 ARMv2, 一直发展到最近支持64位地址总线的 ARMv8。 9 A; v3 Z3 W0 e1 _5 a- H 最近这几年,在每一代 ARMvx 核心的基础上,根据不同的应用场景,又做了扩充或裁剪,形成三大架构: A(Applications) 高性能,一般需要运行Linux等操作系统。# V& U+ G" d& ^# w& }! G( w R(Real-time) 需要实时处理的系统,一般应用与网络处理器,嵌入式控制系统。0 R+ ^' ~2 [$ m* ?6 e+ T M(Microcontroller) 小体积,低功耗,一般应用于嵌入式系统。7 L# F9 N/ `7 A, C) Q- Z- W* _ ARMv1 - ARMv5 已经成为历史了。我们对最新的 ARMv6 - ARMv8 做一个简要区分:. D" g, [1 e0 f% a r" o / j2 l; u" {2 ` C" s( B' D" [$ _ ARMv8-A P+ j/ t% I/ a0 v 高性能,支持64位指令集,同时兼容以前的32/16位指令集。针对安全应用引入Trustzone。 典型芯片如华为的麒麟系列,Kirin990 内部集成了4颗 Cortex-A76,4颗 Cortex-A55,每一颗频率都可以跑到 2GHz以上。同样高通的骁龙865也是集成8颗 ARMv8-A 架构的内核。 5 G0 |/ u1 \) B6 Z B$ i( L5 o4 ^ ARMv8-M 针对嵌入式应用,支持32位指令集,兼容以前指令集。引入Trustzone。加解密运算通过硬件加速。4 w o: \2 Q# W7 | " g% o& J& a5 T' e' b5 j& f 典型芯片如 STM32L552 (Cortex-M33 内核)。主频可以跑到 110 MHz。8 @8 d i6 A: R ~+ a: c ARMv7-A2 b$ D: Z7 k7 j7 w. _: N ]/ n, [) I- f* ?( Q% `4 G; u 支持 arm 和 Thumb 指令集,支持虚拟地址存储管理(Virtual Address Support in the Memory Management Unit)。跑 Linux 这类操作系统一般需要 MMU。这种架构主要面向复杂应用。1 [/ \, J t; K 典型芯片如 STM32MP151 (Cortex-A7 内核) 。主频可以跑到 650 MHz。 ARMv7-R, i3 k. k# ]$ q. _& H, t 8 W9 r! T$ \/ r- H0 ` 支持 ARM 和 Thumb 指令集,但不支持虚拟地址管理。$ l0 i+ w5 _, d8 _ P* }8 k6 l- f3 @1 J# n- K 典型芯片如 RM41L232 (Cortex-R4 内核)。主频可以跑到 80 MHz。: I/ j9 p. G+ R- \- z / }1 h% X/ ^/ c% ]; ^- K ARMv7-M8 R5 ^2 D N" d; \ x' v8 m/ j 只支持 Thumb 指令集。简化的流水线,更快的中断响应,针对嵌入式应用。/ W' Y( P# u9 R7 S! N 典型芯片如 STM32F103 (Cortex-M3 内核)。主频可以跑到72MHz。% [$ u3 _1 f( ]0 A$ f3 O4 Z ARMv6-M * W; v5 ^' Y3 [+ q4 C* N. y ARMv6-M 是 ARMv7-M 的一个子集。架构做了进一步简化,但是保持和 ARMv7-M 兼容。 3 O0 {9 ~4 x7 U0 t 典型芯片如 STM32F030 (Cortex-M0 内核)。主频可以跑到48MHz。 7 ~6 i$ f- Q! S- `6 ^. J# J# Y ARMv5 及以前版本 早期架构,已不推荐使用。9 g6 {, O1 j+ @3 B, U6 t9 t * h2 J& K2 H5 x- T 典型芯片:2 |" ?, r3 @' ^ ~" [ ARM926 (ARMv5) ARM7TDMI (ARMv4) / m" t. y2 H8 f% j# A 2.STM32F030芯片简介" @# x3 \( p! B8 W1 o STM32F030 的内核,采用了 ARMv6-M 架构的 Cortex-M0。这个系列提供了从 16K Flash, 4K RAM, TSSOP20 封装,到 256K Flash, 32K RAM, LQFP64封装的多种选择。 同时这颗芯片集成了最常用的 UART,I2C, USART, ADC 等模块。在掌握了它的开发方法后,很容易拓展到其它的芯片。; {! q" D9 _) q 3.开发版 硬件可以选用官方的 NUCLEO-F030R8. C* o* i6 f" T ![]() 2 R# B* j2 @5 S' M( N2 T 如图,这个板子由两部分组成。上半部分是一个集成的下载调试工具 ST-LINK/V2,下半部分板子带一颗 STM32F030R8T6,简单的 32k 晶振,两个按键和一个LED 指示灯。它把所有的引脚都用排针引了出来,可以方便用户扩展电路做评估。 上半部分的调试器部分可以从板子上切割下来单独使用,调试用户做的板子。用户也可以从网上单独购买 ST-LINK/V2调试器。 4.集成开发环境(IDE). e; t; u; a4 T; C' O. H1 P 对于 STM32F0/L0/G0, 在 ST 的官方网站上可以下载到正版免费的 Keil。 / B/ Z9 ]7 v4 H* @' s" p1 N Arm Keil MDK for STM32F0, STM32L0 and STM32G0 这个版本没有时间限制,但是代码有 32K 的限制,对一般应用来说也够了。! ] W0 }1 I2 S' V! f ![]() 5.软件代码" ?: s% k5 r- i 6 p: [* I# M' S* s" E ST早期的代码都是基于 Standard Peripheral Library,最近ST的软件逐渐统一于 STMCube。它对软件进行了更科学的分层管理,更易于在不同的平台间移植。可以极大的缩短开发时间。如果是新项目,可以从 STMCube 入手。以前的软件库将逐渐淘汰。+ n+ F9 N- p/ ?' M. K4 m, S/ n2 T - \& z4 \! K0 @7 _, T" h 对于STM32F030来说,对应的是 STM32CubeF0,在官网可以直接下载: [8 d6 x$ a3 ?7 H/ n8 K ![]() & c9 c5 ]) o' d) E6 f " ~+ w$ C* t9 \% A! N9 P3 H4 [ |
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