如何选择ARM CPU的操作系统
ARM处理器的工作模式
Thumb状态下的寄存器集是ARM状态下寄存器集的 子集。程序员可以直接访问8个通用的寄存器（R0~R7）， 程序计数器PC、堆栈指针SP、链接寄存器LR和当前状态 寄存器CPSP。
第二十页，编辑于星期三：四点 二十九分。
1.3 ARM异常
本节主要内容
1、中断和异常的概念 2、ARM的异常中断介绍 3、ARM的异常中断响应过程 4、中断向量和中断优先级
第十页，编辑于星期三：四点 二十九分。
1.2 ARM9寄存器
1.2.1、ARM寄存器概述
ARM处理器v4及以上版本有37个32位的寄存器
其中31个为通用寄存器；6个为状态寄存器。
– 31个通用寄存器
R0～R15； R13_svc、R14_svc； R13_abt、R14_abt； R13_und、R14_und；
当执行BL子程序调用指令时，R14中得到R15（程序计数 器PC）的备份。其他情况下，R14用作通用寄存器。
与之类似，当发生中断或异常时，对应的分组寄存器R14_svc、 R14_irq、R14_fiq、R14_abt和R14_und用来保存R15的返回值。
第十五页，编辑于星期三：四点 二十九分。
1.2 ARM寄存器(7)
– I、F中断控制位——控制允许和禁止中断
• I＝1 禁止IRQ中断
I＝0 允许IRQ中断
• F＝1 禁止FIQ中断
F＝0 允许FIQ中断
– T控制(标志)位——反映处理器的运行状态
• T=1时，程序运行于Thumb状态
• T=0时，程序运行于ARM状态
– M控制位——决定了处理器的运行模式
• 当发生异常时这些位被改变。
Cortex-M3_技术介绍
• ARM微处理器及其发展
ARM微处理器的几个系列：
ARM7系列、ARM9系列、 ARM9E系列、 ARM10E系列、 SecurCore系列、Intel的XScale系列、 Cortex系列。
ARM体系结构的发展：
（1）V1~V3版本； （2）V4T版本； （3）V5版本； （4）V6版本； （5）V7版本。
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选择ARM处理器，ARM7还是 Cortex-M3
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决策：
那么，你应该如何做出何种选择呢？ 如果成本是最主要考虑因素，您应该选择Cortex-M3； 如果在低成本的情况下寻求更好的性能和改进功耗，您应 该考虑选用Cortex-M3；特别是如果你的应用是汽车和无 线领域，可以采用Cortex-M3，这也正是Coretex-M3的主 要定位市场。 由于Cortex-M3内核中的多种集成元素以及采Thumb-2 指令集，其开发和调试比ARM7TDMI要简单快捷。 TI的Stellaris系列微控制器如今包含了160多种可以向全 球供货的MCU，包括售价低至1美元的MCU。这个价格一 般只有8bit MCU才能达到。
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Cortex-M3内核简介一：哈佛架构
Cortex-M3 中央内核基于哈佛架构，指令 和数据各使用一条总线（右图中所示）。与 Cortex-M3不同，ARM7 系列处理器使用冯· 诺 依曼（Von Neumann）架构，指令和数据共用 信号总线以及存储器。由于指令和数据可以从 存储器中同时读取，所以 Cortex-M3 处理器 对多个操作并行执行，加快了应用程序的执行 速度。
arm的cpu工作原理
arm的cpu工作原理
ARM是一种基于RISC架构的CPU，其工作原理可以分为五个主要步骤。
首先，ARM CPU从程序存储器中获取指令，并将其解码成操作码和操作数。
接下来，CPU将操作数加载到寄存器中，并执行操作码所指定的运算。
运算结果可能会被存储在寄存器中，也可能会被写入内存。
第三步，ARM CPU判断下一条指令的地址，并将其加载到程序计数器中。
程序计数器是一个特殊的寄存器，用于存储下一条指令的地址。
第四步，ARM CPU将指令和数据从内存中读取到高速缓存中。
高速缓存是一个小而快速的存储器，可以加速CPU对数据和指令的访问。
最后，ARM CPU将运算结果返回给程序或操作系统，并等待下一条指令的到来。
这个过程将不断重复，直到程序结束或者CPU被关闭。
总之，ARM CPU的工作原理是一个高度复杂且精密的过程，通过优化指令和数据的访问，可以提高CPU的效率和性能。
- 1 -。
ARM9和ARM11的区别
对嵌入式系统设计者来说，硬件通常是第一考虑的因素。针对处理器来说，流水线则是硬件差别的最明显标志，不同的流水线设 计会产生一系列硬件差异。让我们来比较一下ARM7和ARM9E的流水线，如图1。
d 可 以看到ARM9E从ARM7的3级流水线增加到了5级，ARM9E的流水线中容纳了更多的逻辑操作，但是每一级的逻辑操作却变 e 得更为简单。比如原来 ARM7的第三级流水，需要先内部读取寄存器、然后进行相关的逻辑和算术运算，接着处理结果回写，完 r 成的动作非常复杂；而在ARM9E的5级流水中，寄存 器读取、逻辑运算、结果回写分散在不同的流水当中，使得每一级流水处 te 理的动作非常简洁。这就使得处理器的主频可以大幅度地提高。因为每一级流水都对应 CPU的一个时钟周期，如果一级流水中
file://C:\DOCUME~1\ADMINI~1\LOCALS~1\Temp\UB3OHV0J.htm
2010-2-25
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点击放大 图4：不同测试条件下ARM926EJ处理器的DMIPS值。
DMIPS 另外一个缺点是不能测量处理器的数字信号处理能力和Cache/MMU子系统的性能。因为Dhrystone测试程序不包含DS P表达式，只包含一些整型 运算和字符串处理，并且测试程序偏小，几乎可以完整地放在Cache里面运行而无需与外部存储器进 行交互。这样就难以反映处理器在一个真实系统中的真正性 能。
点击放大
综 合各种因素，ARM9E处理器拥有非常强大的性能。但是在实际的系统设计中，设计人员并不总是把处理器性能开到最大，理 想情况是把处理器和系统运行频率降 低，使得性能刚好能满足应用需求；达到节省功耗和成本的目的。在评估系统能够提供的 处理器能力过程中，DMIPS指标被很多人采用；同时它也被广泛应用于 不同处理器间的性能比较。
ARM 处理器工作状态与工作模式 ARM 体系结构所支持的异常
深入内核逻辑一个宇宙通用的事实是：结构决定功能！我们以典型的ARM嵌入式处理器内核的一般特征为例，，看看ARM设想的功能是如何被“构造”出来的。
主要说两个内容：•ARM处理器工作状态与工作模式•ARM体系结构所支持的异常基础概念字（Word）：在ARM体系结构中，字的长度为32位（在8位/16位处理器体系结构中，字的长度一般为16位）。
•半字（Half-Word）：在ARM体系结构中，半字的长度为16位，与8位/16位处理器体系结构中字的长度一致。
•字节（Byte）：在ARM体系结构和8位/16位处理器体系结构中，字节的长度均为8位。
问：计算机存储设备是按______ (A：字Word，B：半字Half-Word，C：字节Byte)编址的。
处理器工作状态ARM状态：正在执行ARM指令的处理器的状态。
Thumb状态：正在执行Thumb指令的处理器的状态。
不同的状态下，代码密集度不同，，ARM状态按字（32位）存储代码，Thumb状态按半字（16位）存储代码，这种特性有利于我们在必要的时候调整单位存储空间的代码容量，压缩代码占用空间。
这两个状态可以根据情况软件切换，，，后面我们还会再次提到这个话题，，，Note：对于ARM 32位处理器，两种状态下代码存储密集度不同，但在执行时仍是32位的！这就是说，代码可以压缩，但执行效率并不会下降，CPU仍是按字执行的啊！不过，Thumb状态下的指令的使用有某些限制，属于ARM状态下的指令的一个子集。
另外，调整代码密集度的优点在后来的ARM一些版本中可以自动切换，，，不需要程序员再过多费神，这就是所谓Thumb2状态：一种混合型指令集，降低功耗具有高代码压缩性处理器工作模式回顾，前面说过ARM内核采用了大量内部寄存器的特性，，以便有利于支持流水线技术，，，那么这些“大量内部寄存器”如何运作？工作模式本质上就是指内核中的这堆寄存器的功能分配和使用方法ARM处理器内部寄存器一起看，，这里一共有37个32位寄存器•其中，31个通用寄存器，包括程序寄存器（PC）；•6个状态寄存器：。
ARM开发软件使用教程SDT
ARM开发软件使用教程作者：龚俊Email：gongjun98@ QQ：63505043创建日期：2003年1月21日修改日期：2003年1月24日版本：1.2说明：本文是根据我学习ARM开发以来的一些经验总结，以自己设计的S3C44B0X板为例，给出入门上手的最基础知识。
有些东西只是个人的主观认为，不一定准确，算作抛砖引玉吧，欢迎大家指正！Emai或QQ联系，希望广交各位朋友，共同提高！一、 安装SDT2.51点击SDT2.51安装程序中的setup.exe，出现如下安装界面：一路点击next继续，一般默认设置就行了，不需作任何修改了，最后完成安装，我是安装在C:\ARM251下面；二、 启动SDT2.51安装完毕，点击程序组中的ARM Project Manager启动主程序：之后出现主程序界面如下：很多初学者会遇到这样一个问题：自己写了程序，编译也通过了，结果怎么也生成不了二进制格式的目标代码（*.bin）。
如何生成目标代码需要参考SDT2.51安装文件夹pdf中的userguide.pdf，在它的392页有详细说明，教你怎么Converting ARM linker ELF output to binary ROM formats。
为了减少大家的麻烦，我提供一个模板Project，你打开我这个Project，然后点击菜单File下的Save As Template：然后在弹出的窗口中随意选择一个目录下，新建一个自己的文件夹，随便取一个Project 名称，确认即可在主程序上出现新Project界面。
现在可以在刚才建立的文件夹下面编辑代码，包括汇编代码和C程序代码。
注意汇编代码必不可少，它是用来进行系统初始化和C程序入口的，这些范例代码可以在三星网站去下载，网上也有很多相关资源，如果找不到也可以找我要。
四、 添加自己的源码点击菜单Project下的Add File To Project……，在弹出的窗口中，浏览自己的Project文件夹下面的程序代码，将代码添加到创建的项目。
处理器知识-RISC和CISC架构分析对比
处理器知识: RISC和CISC架构分析对比CISC(复杂指令集计算机)和RISC(精简指令集计算机)是当前CPU的两种架构。
它们的区别在于不同的CPU设计理念和方法。
早期的CPU全部是CISC架构，它的设计目的是 CISC 要用最少的机器语言指令来完成所需的计算任务。
RISC和CISC是设计制造微处理器的两种典型技术，虽然它们都是试图在体系结构、操作运行、软件硬件、编译时间和运行时间等诸多因素中做出某种平衡，以求达到高效的目的，但采用的方法不同，因此，在很多方面差异很大。
x86架构采用CISC，而ARM采用RISC。
ARM成立于1991年，是一家出售IP（技术知识产权）的公司，所谓的技术知识产权，就有点像是卖房屋的结构设计图，至于要怎修改，哪边开窗户，以及要怎加盖其它的花园，就看买了设计图的厂商自己决定。
而ARM的架构是采用RISC架构，如同它的名称一样，Advanced RISC Machines，RISC 架构在当初的PC架构争霸战虽然败给Intel所主导的x86处理器架构，却默默在另外的领域成长壮大；小从硬盘转速控制、电信基地台的计算、汽车喷射引擎的控制、音响系统、相机引擎，大到电动机具的控制等等，都能够看见采用ARM授权架构处理器的身影。
而有了设计图，当然还要有把设计图实现的厂商，而这些就是ARM架构的授权客户群。
包括：高通、华为、联发科、TI、Freescale等。
X86是英特尔Intel首先开发制造的一种微处理器体系结构的泛称，包括Intel8086、80186、80286、80386以及80486以86结尾系列，英特尔统治整个CPU产业链长达数十年。
但是，Intel以增加处理器本身复杂度作为代价，去换取更高的性能，但集成的指令集数量越来越多，给硬件带来的负荷也就越来越大，无形中增加了功耗和设计难度。
ARM（Advanced RISC Machines）公司是苹果、Acorn、VLSI、Technology等公司的合资企业。
6.1 嵌入式linux操作系统的组成与版本
台使它仍然能按其自身的方式运行的能力。
9
嵌入式Linux优势
Linux的费用低； Linux的所有部分可以充分地定制 ； Linux可以运行在低档，便宜的硬件平台； Linux的功能是强大的； Linux对源代码质量有一个高标准； Linux内核非常小，而且紧凑； Linux有很好的支持； Linux有很多合适的工具；
进程控制快 ；
独立的存储空间 ；
pid_t fork(void)函数：生成进程。
void main() { for(;;) fork(); }
Exit()：退出进程。
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进程与线程
进程是具有一定独立功能的程序关于某个数据集 合上的一次运行活动,进程是系统进行资源分配和 调度的一个独立单位. 线程是进程的一个实体,是CPU调度和分派的基本 单位,它是比进程更小的能独立运行的基本单位. 线程自己基本上不拥有系统资源,只拥有一点在运 行中必不可少的资源(如程序计数器,一组寄存器 和栈),但是它可与同属一个进程的其他的线程共 享进程所拥有的全部资源. 一个线程可以创建和 撤销另一个线程;同一个进程中的多个线程之间可 以并发执行 需要注意的是：在应用程序中使用多线程不会增 加 CPU 的数据处理能力。
只要安装它们的驱动程序，任何用户都可以象使用文 件一样，操纵、使用这些设备，而不必知道它们的具 体存在形式。
丰富的网络功能
完善的内置网络是Linux的一大特点。
可靠的系统安全
Linux采取了许多安全技术措施，包括对读、写进行
权限控制、带保护的子系统、审计跟踪、核心授权等。
良好的可移植性
如何选择Linux的版本
了解电脑CPU架构
了解电脑CPU架构电脑是现代社会必不可少的工具，而CPU作为电脑的核心部件，其架构直接影响计算机的性能和使用体验。
今天，我将带您深入了解电脑CPU架构，揭开其中的奥秘。
一、什么是CPU架构CPU，全称中央处理器，是计算机的核心之一。
它负责执行计算机程序的指令，并控制计算机的各项操作。
而CPU架构，指的是CPU的内部设计和组织方式，是决定CPU性能的重要因素。
二、常见的CPU架构类型1. X86架构X86架构是目前最广泛使用的CPU架构，它是英特尔公司在上世纪70年代推出的。
X86架构的代表有英特尔的酷睿系列和AMD的锐龙系列，其特点是性能强劲，广泛兼容各种软件。
2. ARM架构ARM架构是一种低功耗的CPU架构，主要应用于移动设备和嵌入式系统。
ARM架构的代表有高通的骁龙系列和苹果的A系列，其特点是能效高，性能稳定。
3. RISC架构RISC架构，全称精简指令集计算机（Reduced Instruction Set Computing），是指指令集简单、执行速度快的CPU架构。
RISC架构的代表有IBM的POWER系列，其特点是指令简洁高效。
4. CISC架构CISC架构，全称复杂指令集计算机（Complex Instruction Set Computing），是指指令集庞大、功能丰富的CPU架构。
CISC架构的代表有英特尔的x86系列，其特点是功能全面，支持复杂的指令。
三、CPU架构的影响因素1. 主频主频是CPU运行时的时钟频率，单位是赫兹（Hz）。
主频越高，CPU的计算能力越强，但同时也会产生更多的热量和电能消耗。
2. 核心数核心数指的是CPU内部的独立处理单元个数。
核心数越多，CPU 能够同时处理的任务越多，多核心的CPU在多线程应用和多任务处理上更有优势。
3. 缓存大小缓存是CPU内部的一块高速存储器，用于暂时存储数据和指令，以提高数据读取和处理效率。
缓存大小越大，CPU的运行速度越快。
ARM开发板S3C44B0使用指南
S3C44B0 学习板使用指南重庆勤智科技有限公司三星公司推出的 16/32 位 RISC 处理器 S3C44B0X 为手持设备和一般类型的提供了一种高性能低成本的解决方案。
为了降低整个系统的成本，S3C44B0X 内部集成了丰富的片内外设，包括：8K 的 cache，可选的片内 SRAM,LCD 控制器，带有握手信号的双同道 UART,4 同道 DMA,系统管理器(片选逻辑，FP/EDO/SDRAM 控制器)，带有PWM 功能的 5 通道定时器，I/O 端口，RTC 实时时钟，8 通道 10 位 ADC,IIC、IIS 总线接口，同步 SIO 接口以及用于时钟管理的PLL 锁相环。
S3C44B0X 采用了 ARM7TDMI 内核，0.25um 标准宏单元和存储编译器。
TDMI 的每一个字母代表一种功能： T(Thumb),支持 16 为压缩指令集 Thumb D(Debug),支持片上 Debug M(Multiplier),内嵌硬件乘法器 I(ICE)：嵌入式 ICE，支持片上断点和调试点S3C44B0X 极低的功耗以及简单，只能的全静态设计使其非常适合对成本和功耗敏感的项目。
同时S3C44B0X 还采用了一种新的总线结构，即 SAMBAII(三星 ARM CPU 嵌入式微处理器总线结构)S3C44B0X 通过集成全面、通用的片内外设，大大减少了系统电路中除处理器外的器件需求，从而最小化系统成本。
下列是其集成的边内外设： 外部存储器控制器(FP/EDO/SDRAM 控制器，片选逻辑)控制器(最大支持 256 色 STN,LCD 具有一个专用的 DMA 通道) LCD个通用 DMA 通道，2 个外设 DMA 通道并有片外请求管脚 2个 UART，带有握手协议(支持 irDA1.0，具有 16 字节 FIFO)1 通道 SIO 2多主总线接口 IIC总线控制器 IIS个 PWM 定制器和 1 通道内部定时器 5 看门狗定时器个通用 I/O 口，作多支持 8 各片外中断源 71 功耗管理：普通，慢速，空闲和停止模式 8 通道 10 位 ADC 具有日立功能的 RTC 带 PLL 的片内时钟发生器使用 S3C44B0X 来构建系统，能够降低真个系统的成本，我们列举以下一些可以采用 S3C44B0X 构建系统应用： GPS 电话 PDA(个人数字助理) 掌上游戏机 指纹识别系统 终端汽车导航系统 mp3 等手持应用一、 S3C44B0 学习板简介S3C44B0 开发板是依据三星公司评估板的基础上开发而来, 其主要硬件包括：内核)(ARM7 Samsung66MHzS3C44B0XFlash 8M 2M SDRAMBase-T以太网接口 10M IDE 接口设备接口 USB1.1 IIC 总线接口实时时钟 RTC LCD 接口，支持 640×480 以下单色或 320×240 以下 STN/DSTN 256 色 2 个 RS232 UART 串行口，支持 Modem 握手信号 标准 14 针 JTAG 接口键盘，1×3 LED 灯 1×4 可扩展总线接口同时，本开发板提供完善的开发包和各种硬件测试程序(含源码)，以帮助客户快速掌握 S3C44B0 的各种片内外设以及扩展接口的使用方法： ADS1.2 IDE, ARM 程序开发集成环境 GNU 工具包(包括交叉编译器、链接、汇编工具) uClinux 源码包 U-Boot1.1.1(BOIS)启动控制程序(含源码) 应用程序代码 相关技术文档，手册 键盘控制 LED 试验 实时时钟演示 IIC 测试程序 PWM 测试程序 uCOS-II 实时操作系统加载试验下图是 S3C44B0 的开发板图，我们在这里可以看到使用的板子的各种外围芯片，外设以及各种接口。
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如何选择ARM CPU的操作系统
从8位/16位单片机发展到以ARM CPU核为代表的32位嵌入式
处理器，嵌入式操作系统将替代传统的由手工编制的监控程序或调
度程序，成为重要的基础组件。更重要的是嵌入式操作系统对应用
程序可以起到屏蔽的作用，使应用程序员面向操作系统级开发应用
软件，并易于在不同的ARM核的嵌入式处理器上移植。 嵌入式
操
作系统都具有一定的实时性，易于裁剪和伸缩，可以适合于从ARM
7
到Xscale各种ARM CPU和各种档次的应用，嵌入式操作系统可以
使用广泛流行的ARM开发工具，如ARM公司的SDT/ADS和
RealView等,也可以使用开发软件，如GCC/GDB、KDE或Eclipe
开发环境，市场上还有专用的开发工具，如Tornado、mC/View、
mC/KA、CODE/Lab、Metroworks等。
本文就目前国内在ARM CPU上广泛采用的三种嵌入式
操作系
统
(uCOS-II、uCLinux和嵌入式Linux)作分析。
uCOS-II嵌入式实时内核
全世界数百种设备已经在使用uCOS-II，包括手机、路由器、
不间断电源、飞行器、医疗设备和工业控制设备。uCOS-II已经
有ARM7TDMI、ARM9和Strong ARM等各种ARM CPU的移植，
支持包含Atmel、Hynix、Intel、Motorola、Philips、Samsung、
Sharp等公司的ARM核的CPU。uCOS-II的移植也相当容易，与
CPU
相关的代码包装在三个文件中，它们是os_cpu.h、
os_cpu_a.asm和os_cpu_c.c。
uCOS-II有60多个系统调用，覆盖任务、定时器、信号量、
事件标志、邮箱、队列和内存管理，已经包含了传统嵌入式
操作系
统
内核(如PSOS，VRTX)的功能，还支持互斥型信号量，这是90
年代的嵌入式操作系统内核，如VxWorks和VRTXsa才有的技术。
uCOS-II因为是可抢占的实时内核，所以uCOS-II与商业
嵌入式实时内核在性能上没有什么差异，uCOS-II没有用户态和
内核态，任务(线程)或中断和任务切换的响应可以很快，主要是和
ARM CPU
相关的。最新的2.7x版本还增加了算法以避免在移植中
修改堆栈指针,这样可以保证uCOS-II在不同的CPU上运行更稳
定，移植更方便。uCOS-II目前除了内核外还有商业化文件系统
mC/FS，图形系统uC/GUI以及任务调试工具uC/KA和
uC/View，但是uC/OS-II自己目前还没有TCP/IP协议系统。
总的来说，uCOS-II是一个非常容易学习，结构简单，功能
完备和实时性很强的嵌入式操作系统内核，适合于各种嵌入式应用
以及大专院校教学和科研。最后需要说明，uCOS-II不是免费软
件，任何人学习使用uCOS-II需要购买《嵌入式实时
操作系统
uCOS-II》一书，使用uCOS-II的产品需要购买产品生产授权，
购买了此授权的还可以得到开发期间的技术支持和升级服务。
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uCLinux操作系统
uCLinux是Linux小型化后，适合于没有MMU(内存管理单
元)的微处理器芯片而裁剪成的操作系统，如果ARM CPU系列中的
ARM7 TDMI、ARM940T等产品希望使用Linux操作系统
，只能用
uCLinux，当然，uCLinux也支持Motorola Dragonball、
Coldfire等其它中低端嵌入式处理器。
uCLinux保持了传统Linux操作系统的主要特性，包括稳定、
强大的网络和文件系统的支持，uCLinux裁剪了大量的Linux内
核以缩小尺寸，适合象512k/b RAM、1M/b Flash这样小容量、
低成本的嵌入式系统。uCLinux系统小型化的另一简化是采用了
uCLib库替代Linux的Glib库，使用uCLib可以大大减少应用程
序的代码尺寸，对于中小型嵌入式应用，uCLib功能可以满足需要，