《電子技術(shù)應(yīng)用》
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arm術(shù)語集錦

2015-09-28
關(guān)鍵詞: ARM 術(shù)語 集錦

  1.   ARM中一些常見英文縮寫解釋
  MSB:最高有效位;
  LSB:最低有效位;
  AHB:先進的高性能總線;
  VPB:連接片內(nèi)外設(shè)功能的VLSI <http://www.weeqoo.com/icstock/Detail-VLSI.html>外設(shè)總線;
  EMC:外部存儲器控制器;
  MAM:存儲器加速模塊;
  VIC:向量中斷控制器;
  SPI:全雙工串行接口;
  CAN:控制器局域網(wǎng),一種串行通訊協(xié)議;
  PWM:脈寬調(diào)制器;
  ETM:嵌入式跟蹤宏;
  CPSR:當(dāng)前程式狀態(tài)寄存器;
  SPSR:程式保護狀態(tài)寄存器;
  2.   MAM 使用注意事項:
  答:當(dāng)改動MAM定時值時,必須先通過向MAMCR寫入0來關(guān)閉MAM,然后將新值寫入MAMTIM。最后,將需要的操作模式的對應(yīng)值寫入MAMCR,再次打開MAM。
  對于低于20MHz <http://www.weeqoo.com/icstock/Detail-20MHZ.html>的系統(tǒng)時鐘,MAMTIM 設(shè)定為001。對于20MHz <http://www.weeqoo.com/icstock/Detail-20MHZ.html>到40MHz <http://www.weeqoo.com/icstock/Detail-40MHZ.html>之間的系統(tǒng)時鐘,建議將Flash <http://www.weeqoo.com/icstock/Detail-FLASH.html>訪問時間設(shè)定為2cclk,而在高于40MHz <http://www.weeqoo.com/icstock/Detail-40MHZ.html>的系統(tǒng)時鐘下,建議使用3cclk。
  3.   VIC 使用注意事項
  答: 如果在片內(nèi)RAM當(dāng)中運行代碼并且應(yīng)用程式需要調(diào)用中斷,那么必須將中斷向量重新映射到Flash <http://www.weeqoo.com/icstock/Detail-FLASH.html>地址0x0。這樣做是因為所有的異常向量都位于地址 0x0及以上。通過將寄存器MEMMAP(位于系統(tǒng)控制模塊當(dāng)中)設(shè)置為用戶RAM模式來實現(xiàn)這一點。用戶代碼被連接以便使中斷向量表裝載到0x4000 0000 <http://www.weeqoo.com/icstock/Detail-0000.html>。
  4.   ARM啟動代碼設(shè)計
  答:ARM啟動代碼直接面對處理器內(nèi)核和硬件控制器進行編程,一般使用匯編語言。啟動代碼一般包括:
  01、中斷向量表
  02、初始化存儲器系統(tǒng)
  03、初始化堆棧初始化有特別需求的端口、設(shè)備
  04、初始化用戶程式執(zhí)行環(huán)境
  05、改動處理器模式
  06、呼叫主應(yīng)用程式
  5.   IRQ 和 FIQ 之間的差別
  答: IRQ和FIQ是ARM處理器的兩種編程模式。IRQ是指中斷模式,F(xiàn)IR是指快速中斷模式。對于FIQ必須盡快處理你的事情并離開這個模式。IRQ 能被 FIQ 所中斷,但
  IRQ 不能中斷 FIQ。為了使FIQ更快,所以這種模式有更多的影子寄存器。FIQ不能調(diào)用SWI(軟件中斷)。FIQ還必須禁用中斷。如果一個FIQ 例程必須重新啟用中斷,則他太慢了,并應(yīng)該是 IRQ 而不是 FIQ。
  6.  ARM處理器對異常中斷的響應(yīng)過程
  答:ARM處理器對異常中斷的響應(yīng)過程如下所述:
  01、保存處理器當(dāng)前狀態(tài)、中斷屏蔽位及各條件標(biāo)志位;
  02、設(shè)置當(dāng)前程式狀態(tài)寄存器CPSR中的相應(yīng)位;
  03、將寄存器lr_mode設(shè)置成返回地址;
  04、將程式計數(shù)器值PC,設(shè)置成該異常中斷的中斷向量地址,跳轉(zhuǎn)到相應(yīng)異常中斷處執(zhí)行。
  7.    ARM指令和Thumb指令的差別
  答: 在ARM體系結(jié)構(gòu)中,ARM指令集中的指令是32位的指令,其執(zhí)行效率非常高。對于存儲系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線為16位的應(yīng)用系統(tǒng),ARM體系提供了Thumb指令集。Thumb指令集是對ARM指令集的一個子集重新編碼得到的,指令長度為16位。通常在處理器執(zhí)行ARM程式時,稱處理器處于ARM狀態(tài);當(dāng)處理器執(zhí)行Thumb程式時,稱處理器處于Thumb狀態(tài)。Thumb指令集并沒有改動ARM體系地層的程式設(shè)計模型,只是在該模型上加上了一些限制條件。Thumb指令集中的數(shù)據(jù)處理指令的操作數(shù)仍然為32位,指令尋址地址也是32位的。
  8.    什么是ATPCS
  答:為了使獨立編譯的C語言程式和匯編程式之間能夠相互調(diào)用,必須為子程式之間的調(diào)用規(guī)定一定的規(guī)則。ATPCS就是ARM程式和Thumb程式中子程式調(diào)用的基本規(guī)則。這些規(guī)則包括寄存器使用規(guī)則,數(shù)據(jù)棧的使用規(guī)則,參數(shù)的傳遞規(guī)則等。
  9.    ARM程式和Thumb程式混合使用的場合
  答:通常,Thumb程式比ARM程式更加緊湊,而且對于內(nèi)存為8位或16位的系統(tǒng),使用Thumb程式效率更高。不過,在下面一些場合下,程式必須運行在ARM狀態(tài),這時就需要混合使用ARM和Thumb程式。
  01、強調(diào)速度的場合,應(yīng)該使用ARM程式;
  02、有些功能只能由ARM程式完成。如:使用或禁止異常中斷;
  03、當(dāng)處理器進入異常中斷處理程式時,程式狀態(tài)轉(zhuǎn)換到ARM狀態(tài),即在異常中斷處理程式入口的一些指令是ARM指令,然后根據(jù)需要程式能轉(zhuǎn)換到Thumb狀態(tài),在異常中斷程式返回前,程式再轉(zhuǎn)換到ARM狀態(tài)。
  04、ARM處理器總是從ARM狀態(tài)開始執(zhí)行。因而,如果要在調(diào)試器中運行Thumb程式,必須為該Thumb程式添加一個ARM程式頭,然后再轉(zhuǎn)換到Thumb狀態(tài),執(zhí)行Thumb程式。
  10.    ARM處理器運行模式
  答:ARM微處理器支持7種運行模式,分別為:
  01、用戶模式(usr):ARM處理器正常的程式執(zhí)行狀態(tài);
  02、快速中斷模式(fiq):用于高速數(shù)據(jù)傳輸或通道管理;
  03、外部中斷模式(irq):用于通用的中斷處理;
  04、管理模式(svc):操作系統(tǒng)使用的保護模式;
  05、數(shù)據(jù)訪問終止模式(abt):當(dāng)數(shù)據(jù)或指令預(yù)取終止時進入該模式,用于虛擬存儲及存儲保護;
  06、系統(tǒng)模式(sys):運行具有特權(quán)的操作系統(tǒng)任務(wù);
  07、未定義指令中止模式(und):當(dāng)未定義指令執(zhí)行時進入該模式,可用于支持硬件協(xié)處理器的軟件仿真。
  11.    ARM體系結(jié)構(gòu)所支持的異常類型
  答:ARM體系結(jié)構(gòu)所支持的異常和具體含義如下(圈里面的數(shù)字表示優(yōu)先級):
  01、復(fù)位①:當(dāng)處理器的復(fù)位電平有效時,產(chǎn)生復(fù)位異常,程式跳轉(zhuǎn)到復(fù)位異常處執(zhí)行(異常向量:0x0000 <http://www.weeqoo.com/icstock/Detail-0000.html>,0000 <http://www.weeqoo.com/icstock/Detail-0000.html>);
  02、未定義指令⑥:當(dāng)ARM處理器或協(xié)處理器遇見不能處理的指令時,產(chǎn)生為定義異常??墒褂迷摦惓C制進行軟件仿真(異常向量:0x0000 <http://www.weeqoo.com/icstock/Detail-0000.html>,0004);
  03、軟件中斷⑥:有執(zhí)行SWI指令產(chǎn)生,可用于用戶模式下程式調(diào)用特權(quán)操作指令。可使用該異常機制實現(xiàn)系統(tǒng)功能調(diào)用(異常向量:0x0000 <http://www.weeqoo.com/icstock/Detail-0000.html>,0008 <http://www.weeqoo.com/icstock/Detail-0008.html>);
  04、指令預(yù)取中止⑤:若處理器的預(yù)取指令的地址不存在,或該地址不允許當(dāng)前指令訪問,存儲器會向處理器發(fā)出中止信號,當(dāng)預(yù)取指令被執(zhí)行時,才會產(chǎn)生指令預(yù)取中止異常(異常向量:0x0000 <http://www.weeqoo.com/icstock/Detail-0000.html>,000C);
  05、數(shù)據(jù)中止②:若處理器數(shù)據(jù)訪問的指令的地址不存在,或該地址不允許當(dāng)前指令訪問,產(chǎn)生數(shù)據(jù)中止異常(異常向量:0x0000 <http://www.weeqoo.com/icstock/Detail-0000.html>,0010 <http://www.weeqoo.com/icstock/Detail-0010.html>);
  06、IRQ④(外部中斷請求):當(dāng)處理器的外部中斷請求引腳有效,且CPSR中的I位為0時,產(chǎn)生IRQ異常。系統(tǒng)的外設(shè)能該異常請求中斷服務(wù)(異常向量:0x0000 <http://www.weeqoo.com/icstock/Detail-0000.html>,0018);
  07、FIQ③(快速中斷請求):當(dāng)處理器的快速中斷請求引腳有效,且CPSR中的F位為0時,產(chǎn)生FIQ異常(異常向量:0x0000 <http://www.weeqoo.com/icstock/Detail-0000.html>,001C)。
  說明:其中異常向量0x0000 <http://www.weeqoo.com/icstock/Detail-0000.html>,0014為保留的異常向量。
  12.    ARM體系結(jié)構(gòu)的存儲器格式
  答:ARM體系結(jié)構(gòu)的存儲器格式有如下兩種:
  01、大端格式:字數(shù)據(jù)的高字節(jié)存儲在低地址中,字數(shù)據(jù)的低字節(jié)存放在高地址中;
  02、小端格式:和大端存儲格式相反,高地址存放數(shù)據(jù)的高字節(jié),低地址存放數(shù)據(jù)的低字節(jié)。
  13.    ARM寄存器總結(jié):
  01、ARM有16個32位的寄存器(r0到r15)。
  02、r15充當(dāng)程式寄存器PC,r14(link <http://www.weeqoo.com/icstock/Detail-LINK.html> register)存儲子程式的返回地址,r13存儲的是堆棧地址。
  03、ARM有一個當(dāng)前程式狀態(tài)寄存器:CPSR。
  04、一些寄存器(r13,r14)在異常發(fā)生時會產(chǎn)生新的instances,比如IRQ處理器模式,這時處理器使用r13_irq和r14_irq
  05、ARM的子程式調(diào)用是非常快的,因為子程式的返回地址不必存放在堆棧中。
  14.      存儲器重新映射的原因:
  01、使Flash <http://www.weeqoo.com/icstock/Detail-FLASH.html>存儲器中的FIQ處理程式不必考慮因為重新映射所導(dǎo)致的存儲器邊界問題;
  02、用來處理代碼空間中段邊界仲裁的SRAM <http://www.weeqoo.com/icstock/Detail-SRAM.html>和Boot Block向量的使用大大減少;
  03、為超過單字轉(zhuǎn)移指令范圍的跳轉(zhuǎn)提供空間來保存常量。
  ARM中的重映射是指在程式執(zhí)行過程中通過寫某個功能寄存器位操作達到重新分配其存儲器地址空間的映射。一個典型的應(yīng)用就是應(yīng)用程式存儲在 Flash <http://www.weeqoo.com/icstock/Detail-FLASH.html>/ROM中,初始這些存儲器地址是從0開始的,但這些存儲器的讀時間比SRAM <http://www.weeqoo.com/icstock/Detail-SRAM.html>/DRAM長,造成其內(nèi)部執(zhí)行頻率不高,故一般在前面一段程式將 代碼搬移到SRAM <http://www.weeqoo.com/icstock/Detail-SRAM.html>/DRAM中去,然后重新映射存儲器空間,將相應(yīng)SRAM <http://www.weeqoo.com/icstock/Detail-SRAM.html>/DRAM映射到地址0,重新執(zhí)行程式可達到高速運行的目的。
  15.    存儲異常向量表中程式跳轉(zhuǎn)使用LDR指令,而不使用B指令的原因:
  01、LDR指令能全地址范圍跳轉(zhuǎn),而B指令只能在前后32MB范圍內(nèi)跳轉(zhuǎn);
  02、芯片具有Remap功能。當(dāng)向量表位于內(nèi)部RAM或外部存儲器中,用B指令不能跳轉(zhuǎn)到正確的位置。
  16.     鎖相環(huán)(PLL)注意要點:
  01、PLL在芯片復(fù)位或進入掉電模式時被關(guān)閉并旁路,在掉電喚醒后不會自動恢復(fù)PLL的設(shè)定;
  02、PLL只能通過軟件使能;
  03、PLL在激活后必須等待其鎖定,然后才能連接;
  04、PLL如果設(shè)置不當(dāng)將會導(dǎo)致芯片的錯誤操作。
  17.     ARM7和ARM9的差別:
  01、ARM7內(nèi)核是0.9MIPS/MHz的三級流水線和馮?諾伊曼結(jié)構(gòu);ARM9內(nèi)核是五級流水線,提供1.1MIPS/MHz的哈佛結(jié)構(gòu)。
  02、ARM7沒有MMU,ARM720T是MMU的;ARM9是有MMU的,ARM940T只有Memory <http://www.weeqoo.com/icstock/Detail-MEMORY.html> protection unit <http://www.weeqoo.com/icstock/Detail-UNIT.html>.不是個完整的MMU。
  03、ARM7TDMI <http://www.weeqoo.com/icstock/Detail-ARM7TDMI.html>提供了非常好的性能??功耗比。他包含了Thumb指令集快速乘法指令和ICE調(diào)試技術(shù)的內(nèi)核。ARM9的時鐘頻率比ARM7更高,采用哈佛結(jié)構(gòu)區(qū)分了數(shù)據(jù)總線和指令總線。
  18.     VIC的基本操作如下:
  答: 設(shè)置IRQ/FIQ中斷,若是IRQ中斷則能設(shè)置為向量中斷并分配中斷優(yōu)先級,否則為非向量IRQ。然后能設(shè)置中斷允許,及向量中斷對應(yīng)地址或非向 量中斷默認地址。當(dāng)有中斷后,若是IRQ中斷,則能讀取向量地址寄存器,然后跳轉(zhuǎn)到相應(yīng)的代碼。當(dāng)要退出中斷時,對向量地址寄存器寫0,通知VIC中斷 結(jié)束。當(dāng)發(fā)生中斷時,處理器將會轉(zhuǎn)換處理器模式,同時相關(guān)的寄存器也將會映射。
  19.     使用外部中斷注意
  01、把某個引腳設(shè)置為外部中斷功能后,該引腳為輸入模式,由于沒有內(nèi)部上拉電阻,所以必須外接一個上拉電阻,確保引腳不被懸空;
  02、除了引腳連接模塊的設(shè)置,還需要設(shè)置VIC模塊,才能產(chǎn)生外部中斷,否則外部中斷只能反映在EXTINT寄存器中;
  03、要使器件進入掉電模式并通過外部中斷喚醒,軟件應(yīng)該正確設(shè)置引腳的外部中斷功能,再進入掉電模式。
  20.    UART0的基本操作方法
  01、設(shè)置I/O連接到UART0;
  02、設(shè)置串口波特率(U0DLM、U0DLL);
  03、設(shè)置串口工作模式(U0LCR、U0FCR);
  04、發(fā)送或接收數(shù)據(jù)(U0THR、U0RBR);
  05、檢查串口狀態(tài)字或等待串口中斷(U0LSR)。
  21.   I2C的基本操作方法
  I2C主機基本操作方法:
  01、設(shè)置I2C管腳連接;
  02、設(shè)置I2C時鐘速率(I2SCLH、I2SCLL);
  03、設(shè)置為主機,并發(fā)送起始信號(I2CONSET的I2EN、STA位為1,AA位為0);
  04、發(fā)送從機地址(I2DAT),控制I2CONSET發(fā)送;
  05、判斷總線狀態(tài)(I2STAT),進行數(shù)據(jù)傳輸控制;
  06、發(fā)送結(jié)束信號(I2CONSET)。
  I2C從機基本操作方法:
  01、設(shè)置I2C管腳連接;
  02、設(shè)置自身的從機地址(I2ADR);
  03、使能I2C(I2CONSET的I2EN、AA位為1);
  04、判斷SI位或等待I2C中斷,等待主機操作;
  05、判斷總線狀態(tài)I2STAT,進行數(shù)據(jù)傳輸控制。
  22.    PWM基本操作方法:
  01、連接PWM功能管腳輸出,即設(shè)置PINSEL0、PINSEL1;
  02、設(shè)置PWM定時器的時鐘分頻值(PWMPR),得到所要的定時器時鐘;
  03、設(shè)置比較匹配控制(PWMMCR),并設(shè)置相應(yīng)比較值(PWMMRx);
  04、設(shè)置PWM輸出方式并允許PWM輸出(PWMPCR)及鎖存使能控制(PWMLER);
  05、設(shè)置PWMTCR,啟動定時器,使能PWM;
  06、運行過程中要更改比較值時,更改之后要設(shè)置鎖存使能。
  使用雙邊沿PWM輸出時,建議使用PWM2、PWM4、PWM6;使用單邊PWM輸出時,在PWM周期開始時為高電平,匹配后為低電平,使用PWMMR0作為PWM周期控制,PWMMRx作為占空比控制。

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