ARM处理器:工作模式的深度解析
随着科技的不断发展,ARM处理器凭借其高性能和低功耗的特点,在各个领域得到了广泛应用。小编将深入探讨ARM处理器的工作模式,帮助读者全面了解这一关键技术。
1.Cortex系列处理器介绍
Cortex系列是ARM公司推出的最新一代处理器产品,分为Cortex-A、Cortex-R和Cortex-M三个子系列。Cortex-A系列针对高性能计算应用,如智能手机、平板电脑、服务器等;Cortex-R系列适用于实时控制领域;Cortex-M系列则专注于低成本、低功耗的嵌入式系统。
2.ARM架构
ARM架构是一个32位精简指令集处理器架构,广泛用于嵌入式系统设计。其节能特性使其非常适合移动通讯领域,符合ARM的主要设计目标——低耗电。
3.ARM处理器的7种模式
ARM处理器共有7种工作模式,包括:
3.1用户模式(User,usr)
-用户模式是正常程序执行的模式,所有应用程序都在此模式下运行。
3.2快速中断模式(FIQ,fiq)
-快速中断模式用于高速数据传输和通道处理,具有更短的响应时间。
3.3外部中断模式(IRQ,irq)
-外部中断模式用于通常的中断处理,如按键、传感器等。
3.4特权模式(Suervisor,svc)
-特权模式供操作系统使用的一种保护模式,用于执行系统调用。
3.5数据访问中止模式(Aort,at)
-数据访问中止模式用于虚拟存储器及存储器保护,处理非法访问。
3.6未定义指令终止模式(Und,und)
-未定义指令终止模式支持硬件协处理器的软件仿真,用于处理未识别的指令。
3.7系统模式(System,sys)
-系统模式是最高权限模式,用于执行系统级任务,如启动程序、配置系统等。
4.非用户模式和异常模式
除用户模式外,其余6种模式称为非用户模式或特权模式;用户模式和系统模式之外的5种模式称为异常模式。ARM处理器的运行模式可以通过软件改变,也可以通过外部中断或异常处理。
5.AH总线与A总线
AH(AdvancedHigh-erformanceus)用于高性能、高时钟频率的系统结构,如ARM核与系统内部的高速RAM、NANDFLASH、DMA、ridge的连接。A(Advancederiheralus)用于连接外部设备,对性能要求不高,而考虑低功耗问题。
6.DMA技术
DMA(DirectMemoryAccess,直接存储器存取)是一种能够在无需CU参与的情况下,将数据从一个地址空间复制到另一个地址空间的高效传输硬件机制。DMA大大减轻了CU的负担,提高了系统性能。
通过小编的介绍,相信读者对ARM处理器的工作模式有了更深入的了解。ARM处理器的多模式设计使其能够适应各种应用场景,成为嵌入式系统领域的首选处理器。