
1.ARM架构简单介绍 $ X: _3 Q& r4 j# t 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。 : |! |' u6 V" j# m) ]: H 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。# Q7 n6 e4 S/ X. b9 D1 { 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: % Y! q! `* h! W! P- u7 H A(Applications) 高性能,一般需要运行Linux等操作系统。 " e' I$ _- p2 r, B, q% P* M 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。 M(Microcontroller) 小体积,低功耗,一般应用于嵌入式系统。+ ?: I- e* U7 H) Y& g4 [, e$ }8 B3 z" u ARMv1 - ARMv5 已经成为历史了。我们对最新的 ARMv6 - ARMv8 做一个简要区分: * C( R( ?6 z& K( o& {% u0 e ARMv8-A 1 f7 Y! R( d j3 ` e 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。) v9 x0 s q$ ~ ARMv8-M- P1 |& C) F4 q( L; @- r I7 Q7 X1 ? ; N9 v4 d- c: T, t( p; J! { 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。: N/ ~6 t7 I/ ^. \ 典型芯片如 STM32L552 (Cortex-M33 内核)。主频可以跑到 110 MHz。 ARMv7-A . y+ k+ w4 N. p, C" [5 A7 { 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。 典型芯片如 STM32MP151 (Cortex-A7 内核) 。主频可以跑到 650 MHz。 3 @- `- j. T+ a& I* C; Y ARMv7-R . w% @! _3 i* @- \6 Z! I1 T5 H5 ? 支持 ARM 和 Thumb 指令集,但不支持虚拟地址管理。* T$ Y0 g% w4 M( U! r 典型芯片如 RM41L232 (Cortex-R4 内核)。主频可以跑到 80 MHz。2 F; w7 b2 E8 |0 \3 o 7 B1 Y5 A# S% G ARMv7-M1 ^! g9 Q/ n/ h3 @ * q) f* [, O, v2 \3 I 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。- p6 r/ D- U6 W 典型芯片如 STM32F103 (Cortex-M3 内核)。主频可以跑到72MHz。 9 j$ ?' M9 u6 F' e% I Z0 h1 R ARMv6-M * G( X% H0 }' Q6 j6 A9 }. k 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。" [9 b# W X3 `: |3 F' ^& Q( r 典型芯片如 STM32F030 (Cortex-M0 内核)。主频可以跑到48MHz。' F8 D# X3 K$ E% M4 p% h ^ ( X/ C) V6 X7 _9 M3 ` s/ _: f ARMv5 及以前版本4 B7 X, ^1 X- P - v& a' g# x/ ~$ b: M; W- C 早期架构,已不推荐使用。5 p% U9 i# l: L0 \2 \# Q! { 典型芯片: ( A- p/ F$ Q& ^- J& W% y ARM926 (ARMv5) ARM7TDMI (ARMv4) . x5 [, N" {& M9 X! w3 Q( @$ x 2.STM32F030芯片简介7 r5 V& Z: C( S- Z 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。 3.开发版: V* d- @$ L. s P 硬件可以选用官方的 NUCLEO-F030R8 ![]() & e" g) F. M/ 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。 & V3 b1 B9 U' }: }* s0 M% h! E8 b m 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。2 O7 K. o- f6 i$ k 4.集成开发环境(IDE) 4 ~. t2 V) C% Q _6 [3 w! u5 c 对于 STM32F0/L0/G0, 在 ST 的官方网站上可以下载到正版免费的 Keil。1 @3 f5 S6 J$ D Arm Keil MDK for STM32F0, STM32L0 and STM32G0, a. s7 _' ]: k2 Y 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。 % B" C: k$ Y4 |6 y' J# s9 t/ R' { ![]() ' V6 _) T$ y5 @1 \ / Y- C; Z. J; G2 @8 Q, C 5.软件代码 d' l4 h1 j+ `0 H 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。 3 u' b4 v' J, K1 c, s% @% X: b 对于STM32F030来说,对应的是 STM32CubeF0,在官网可以直接下载: $ M, T# I7 t9 I- X0 o% W; `# v$ g ![]() $ k0 u" D& m3 d/ E1 P3 Y & T9 k* V8 S7 E5 V, H$ O- b2 [ 0 a, }* k' C2 w3 a3 b" Q5 d. E ! Y ] O. {& ~* W' ? |