本文罗列了关于ARM的22个常用概念。包括一些使用注意事项、ARM启动代码设计、ARM处理器运行模式、ARM体系结构所支持的异常类型和一些基本操作方法等等。 * g# Y8 ]; x4 f0 z& v. l 01ARM中一些常见英文缩写解释( `; P: d" O; T/ F% D( |1 u
02MAM使用注意事项 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。 03VIC使用注意事项2 p3 }; ?6 R/ ~' p9 P- @: S' E# w 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。 04ARM启动代码设计4 N5 U$ k5 C$ X! j7 Z 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:+ y! D P/ d7 x& m% L
05IRQ和FIQ之间的区别 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。# C& I4 ^6 j4 }: a7 A 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。) T G+ T, ^, s 06ARM对异常中断的响应过程1 i+ m1 H% V# u3 Q$ [% \ ARM处理器对异常中断的响应过程如下所述:1 b$ K' g# O8 H5 y 0 I. @7 o' u8 ?- K. h
07ARM与Thumb指令的区别3 h/ w" @8 g G" M2 }0 w2 N 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体系底层的程序设计模型,只是在该模型上加上了一些限制条件。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。3 \; S1 V* N) T! L+ g7 I 08什么是ATPCS: Q5 t9 v/ j" M6 S/ \1 K) K7 K 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。 09ARM和Thumb混合使用的场合 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。8 ?# d: r" F* ^% x 10ARM处理器运行模式$ Z* a0 _' m% r ARM微处理器支持7种运行模式,分别为:
11ARM体系结构所支持的异常类型 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):; q' H, [9 v' `' A: V
说明:其中异常向量0x0000,0014为保留的异常向量。9 |. K9 U3 r+ W2 Y. T, u 12ARM体系结构的存储器格式 ARM体系结构的存储器格式有如下两种:1 P7 g: w6 g4 @7 d
13ARM寄存器总结# u' J, s3 L2 @9 l: n3 T9 z7 K6 U 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(Remap)的原因7 l2 R3 ]( P& F 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。5 \; H* l3 h% ^ ARM中的重映射是指在程序执行过程中通过写某个功能寄存器位操作达到重新分配其存储器地址空间的映射。 一个典型的应用就是应用程序存储在Flash/ROM中,初始这些存储器地址是从0开始的,但这些存储器的读时间比SRAM/DRAM长,造成其内部执行频率不高,故一般在前面一段程序将代码搬移到SRAM /DRAM中去,然后重新映射存储器空间,将相应SRAM/DRAM映射到地址0,重新执行程序可达到高速运行的目的。 15存储异常向量表中跳转使用LDR 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
17ARM7与ARM9的区别 ARM7内核是0.9MIPS/MHz的三级流水线和冯S226,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。 18VIC的基本操作如下. D" W' [) v: T- ^- g+ t 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。& |1 O# }# Z; B9 V 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。8 M5 d0 F" B O1 ]7 _4 X* D( X; _ 19使用外部中断注意% G# M0 _1 r- M( g; a1 W( N
20UART0的基本操作方法
21I2C的基本操作方法
22PWM基本操作方法4 l4 j7 M. { @# N, M$ ]
运行过程中要更改比较值时,更改之后要设置锁存使能。使用双边沿PWM输出时,建议使用PWM2、PWM4、PWM6;使用单边PWM输出时,在PWM周期开始时为高电平,匹配后为低电平,使用PWMMR0作为PWM周期控制,PWMMRx作为占空比控制。 |
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