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arm单片机 更新时间:2011-05-27 22:00

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arm单片机是以ARM处理器为核心的一种单片微型计算机,是近年来随着电子设备智能化和网络化程度不断提高而出现的新兴产物。ARM是一家微处理器设计公司的名称,ARM既不生产爱心篇也不销售芯片,是专业从事技术研发和授权转让的公司,世界知名的半导体电子公司都与ARM简历了合作伙伴关系,包括国内许多公司也从ARM购买芯核技术用于设计专用芯片。arm单片机以其低功耗和高性价比的优势逐渐步入高端市场,成为了时下的主流产品。

arm单片机的优势

  • ARM单片机采用了新型的32位ARM核处理器,使其在指令系统,总线结构,调试技术,功耗以及性价比等方面都超过了传统的51系列单片机,同时arm单片机在芯片内部集成了大量的片内外设,所以功能和可靠性都大大提高。

arm单片机的结构特性

  • 具有统一和固定长度的指令域,使指令集和指令译码都大大简化

    具有一个大而统一的寄存器文件,大多数数据操作都在寄存器中完成,使指令执行速度更快

    采用加载/存储结构,使数据处理时只对寄存器操作,而不直接对存储器操作

    寻址方式简单而灵活,所有加载/存储的地址都只由寄存器的内容和指令域决定,执行效率高

    每一条数据处理指令都对算术逻辑单元和移位寄存器进行控制,以最大限度的提高算术逻辑单元和移存器的利用率

    采用自动增减地址的寻址方式,有利于优化循环程序的执行

    引入多寄存器加载/存储指令,有利于实现数据吞吐量的最大化

arm单片机的工作状态和模式

  • 从编程的角度看,ARM处理器的工作状态通常有以下两种:

    1、ARM状态,此时处理器执行32位的字对齐的ARM指令

    2、Thumb状态,此时处理器执行16位的,半字对齐的Thumb指令

    当ARM处理器执行32位ARM指令集中的指令时,工作在ARM状态,执行16位Thumb指令集中的指令时,工作在Thumb状态,通常在刚加点开始执行代码时处于ARM状态,然后在程序的执行过程中,只要满足一定条件,随时可以在两种工作状态间切换,并且这种切换并不影响处理器的工作模式和相应寄存器中的内容。

    ARM处理器支持7种运行模式,分别为:

    用户模式usr:ARM处理器正常的程序执行模式

    快速中断模式fiq:用于高速数据传输或通道处理

    外部中断模式irq:用于通用的中断处理

    管理模式svc:操作系统使用的保护模式

    数据访问中止模式abt:当数据或指令预取终止时进入该模式,可用于虚拟存储及存储保护

    系统模式sys:运行具有特权的操作系统任务

    未定义指令模式und:当未定义的指令执行时进入该模式,可用于支持硬件协处理器的软件仿真

arm单片机的寄存器结构

,以太网控制器等越来越多的控制模块可集成到芯片内部

2、指令系统效率提高

实现RISC和CISC指令集的融合,进一步提高Thumb指令集的性能,流水线的级数向更高发展

3、处理器频率进一步提高

虽然高档的ARM处理器Xscale系列时钟频率已接近1G,但与通用处理器的高频率还有一定的差距,因此arm单片机向更高频率和多核发展已成趋势

4、与DSP技术融合

随着科学技术的发展,arm单片机与DSP之间的界限越来越模糊,两者配合使用的情况屡见不鲜,尤其在高端电子产品中,两者分工合作,共同满足用户的需求

5、单片机种类多样化

目前在arm单片机市场上的主流产品是飞利浦和三星,但近年来国内许多企业和科研机构已加入到研发团队中来,相信不远的将来市场上会出现大量我国自主研发的arm单片机产品。

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