ARM处理器共有7种运行模式如表。
处理器模式 描 述
用户模式（User,usr） 正常程序执行的模式
快速中断模式（FIQ,fiq） 用于高速数据传输和通道处理
外部中断模式（IRQ,irq） 户通常的中断使用
特权模式（Supervisor,sve） 供操作系统使用的一种保护模式
数据访问中止模式（Abort,abt）用于虚拟存储及存储保护
未定义指令中止模式（Undefin- ed,und） 用于支持通过软件仿真硬件的协处理器
系统模式（System,sys） 用于运行特权级的操作系统任务
除了用户模式以外，其他6种处理器模式可以称为特权模式，在这些模式下，程序可以访问所有的系统资源，也可以任意地进行处理器模式的切换。
其中除了系统模式外的其他5种特权模式又称为异常模式。
处理器模式可以通过软件来切换，在ARM Linux操作系统中，只有运行在内核态的程序才有可能更改处理器模式，用户态的程序是不能访问受操作系统保护的系统资源的，更不能直接进行处理器模式的切换。当需要处理器模式切换的时候，用户态的程序可以中断，内核态的中断处理程序开始响应并做出处理。
以上7种模式对应了系统中的中断向量表，这在移植操作系统的时候值得注意的。系统中所有的调度都是围绕着中断向量表展开的。在不用操作系统的系统中也就是通常所谓的裸机系统程序中，对于中断向量表的处理也很关键。这种情况下，这个向量表一般加载在CPU复位执行的开始地址的一段空间（这与单片机一致）。
在移植ARM Linux操作系统时，Boot Loader程序的移植需要考虑这些问题，而一旦Boot Loader移植成功，运行起来以后，开发人员就不需要再考虑这个问题了。
2008年10月26日星期日
单片机 单片机的处理器结构
对单片机处理方式而言,目前单片机的系统结构有两种类型：
一种是将程式和资料记忆体分开使用，即哈佛（Harvard）结构，当前的单片机大都是这种结构。
另一种是采用和PC机的冯.诺依曼（Von Neumann）类似的原理，对程式和资料记忆体不作逻辑上的区分，即普林斯顿（Princeton）结构。
一种是将程式和资料记忆体分开使用，即哈佛（Harvard）结构，当前的单片机大都是这种结构。
另一种是采用和PC机的冯.诺依曼（Von Neumann）类似的原理，对程式和资料记忆体不作逻辑上的区分，即普林斯顿（Princeton）结构。
硬件知识 主要的嵌入式处理器
MCU的架构而言,可分为两大主流;RISC(Reduced Instruction Set Computer)与CISC(Complex Instruction Set Computer),
主要的嵌入式处理器有ARM、MIPS、PowerPC、X86、68K/Cold fire等，下面对这些处理器进行一些简单介绍。
ARM是Advanced RISC Machines的缩写，顾名思义ARM处理器自然也是一种典型的精简指令集处理器。ARM处理器的核心技术来自于英国的一家IC软核设计公司——ARM公司。
MIPS是Microprocessor without Inter-locked Pipeline Stages的缩写，是由MIPS技术公司开发的一种处理器内核标准。目前有32位和64位MIPS芯片，芯片也是由MIPS技术公司生产的。
PowerPC是早期Motorola公司和IBM公司联合为Apple公司的MAC机开发的CPU芯片，商标权同时属于IBM和Motorola两家公司，并一度成为他们的主导产品。IBM公司主要的PowerPC产品有PowerPC 604s（深蓝内部的CPU）、PowerPC 750、PowerPC G3（1.1GHz）。Motorola公司则主要有MC和MPC系列。尽管他们产品不一样，但都采用PowerPC的内核。这些产品在电信、金融和其他许多行业都具有广泛的应用。
x86系列处理器起源于Intel架构的8080，然后发展出286、386、486直到现在的奔腾处理器乃至双核处理器等。从嵌入式市场来看，486DX也应该是和ARM、68K、MIPS和SuperH齐名的5大嵌入式处理器之一。目前市场上的PC104产品基本都是基于x86体系结构，在工业控制领域里面PC104产品的占有量仍然很大。
Motorola 68K是出现比较早的一款嵌入式处理器，采用的是CISC（复杂指令集系统计算机）结构，设计经典，在全球各种嵌入式应用领域中取得巨大成功。Sun微系统公司也把这款处理器应用于早期的工作站中。
主要的嵌入式处理器有ARM、MIPS、PowerPC、X86、68K/Cold fire等，下面对这些处理器进行一些简单介绍。
ARM是Advanced RISC Machines的缩写，顾名思义ARM处理器自然也是一种典型的精简指令集处理器。ARM处理器的核心技术来自于英国的一家IC软核设计公司——ARM公司。
MIPS是Microprocessor without Inter-locked Pipeline Stages的缩写，是由MIPS技术公司开发的一种处理器内核标准。目前有32位和64位MIPS芯片，芯片也是由MIPS技术公司生产的。
PowerPC是早期Motorola公司和IBM公司联合为Apple公司的MAC机开发的CPU芯片，商标权同时属于IBM和Motorola两家公司，并一度成为他们的主导产品。IBM公司主要的PowerPC产品有PowerPC 604s（深蓝内部的CPU）、PowerPC 750、PowerPC G3（1.1GHz）。Motorola公司则主要有MC和MPC系列。尽管他们产品不一样，但都采用PowerPC的内核。这些产品在电信、金融和其他许多行业都具有广泛的应用。
x86系列处理器起源于Intel架构的8080，然后发展出286、386、486直到现在的奔腾处理器乃至双核处理器等。从嵌入式市场来看，486DX也应该是和ARM、68K、MIPS和SuperH齐名的5大嵌入式处理器之一。目前市场上的PC104产品基本都是基于x86体系结构，在工业控制领域里面PC104产品的占有量仍然很大。
Motorola 68K是出现比较早的一款嵌入式处理器，采用的是CISC（复杂指令集系统计算机）结构，设计经典，在全球各种嵌入式应用领域中取得巨大成功。Sun微系统公司也把这款处理器应用于早期的工作站中。
arm硬件知识 arm处理器主要内核及其主要区别
ARM处理器当前主要有6个系列产品：ARM7、ARM9、ARM9E、ARM10E、SecurCore 及最新的ARM11 系列。进一步的产品则来自于ARM公司的合作伙伴，如Intel公司的StrongARM产品和XScale微体系结构等，不过Intel公司已经于2006年将该架构出售给Marvell Technology Group Ltd了。ARM公司还把ARM IP Core提供给其他芯片设计公司用于设计ARM+DSP、ARM+FPGA等SOC结构的芯片。现在用得比较多的如TI公司的OMAP，达芬奇系列大部分是含有ARM+DSP双核处理器的产品。Actel公司的带M7标识的ProASIC3E系列芯片则是FPGA+ARM7的SOC系统芯片。这些多功能IC的发展也拓宽了ARM处理器的应用范围。
arm7内核是0.97MIPS/MHz 三级流水线 80MHz 冯·诺伊曼结构 0.06mw/MHz
arm9内核是1.1MIPS/MHz 五级流水线 200MHz 哈佛结构 0.19mw/MHz
arm10内核是1.3MIPS/MHz 六级流水线 300MHz 哈佛结构 0.5mw/MHz
arm11内核是1.2MIPS/MHz 八级流水线 500MHz 哈佛结构 0.4mw/MHz
arm指令集：v4t v5te v5tej v6
arm7，arm966E没有mmu,
arm720T，arm9是有mmu的,
arm940T，arm946E只有Memory protection unit.不是一个完整的MMU。
arm10，arm11是有mmu的。
在ARM处理器内核中有多个功能模块可供生产厂商根据不同用户的不同要求来配置生产。这些模块分别用T、D、M、I、E、J、F、S等来表示，这些模块一般从处理器的内核版本上可以区分出来。
多指令周期流水线：
arm7内核是0.97MIPS/MHz 三级流水线 80MHz 冯·诺伊曼结构 0.06mw/MHz
arm9内核是1.1MIPS/MHz 五级流水线 200MHz 哈佛结构 0.19mw/MHz
arm10内核是1.3MIPS/MHz 六级流水线 300MHz 哈佛结构 0.5mw/MHz
arm11内核是1.2MIPS/MHz 八级流水线 500MHz 哈佛结构 0.4mw/MHz
arm指令集：v4t v5te v5tej v6
arm7，arm966E没有mmu,
arm720T，arm9是有mmu的,
arm940T，arm946E只有Memory protection unit.不是一个完整的MMU。
arm10，arm11是有mmu的。
在ARM处理器内核中有多个功能模块可供生产厂商根据不同用户的不同要求来配置生产。这些模块分别用T、D、M、I、E、J、F、S等来表示，这些模块一般从处理器的内核版本上可以区分出来。
T：表示支持Thumb指令，说明该内核可从16位Thumb指令集扩充到32位ARM指令集。
D：表示支持Debug，说明该内核中放置了用于调试的结构，通常它为一个边界扫描链JTAG，可使CPU进入调试模式，从而方便地进行断点设置、单步调试。
M：表示Multiplier，说明处理器内部带有8位乘法器。
I：表示Embedded ICE Logic，用于实现断点观测及变量观测的逻辑电路部分，其中的TAP控制器可接入到边界扫描链。
除了以上一些特性外，ARM处理器内核中还有一些处理器内核带EJ-S模块。
E：表示DSP Enhancement，即增加了前导零处理和饱和运算等一些常用的DSP运算指令，极大地改善音、视频处理程序的性能。
J：表示Jazelle DBX（Direct Bytecode eXecution），这是ARM公司推出的Java加速解决方案。Jazelle不是一个简单的加速硬件，它是融入于处理器流水线之中的一项专门针对Java指令执行的硬件功能，使得CPU可以直接接收一部分Java指令，并加以译码执行。通过这里的介绍，读者可以试着分析一下ARM926EJ的具体含义。
F：表示向量浮点单元。
S：表示可综合的软核softcore。
D：表示支持Debug，说明该内核中放置了用于调试的结构，通常它为一个边界扫描链JTAG，可使CPU进入调试模式，从而方便地进行断点设置、单步调试。
M：表示Multiplier，说明处理器内部带有8位乘法器。
I：表示Embedded ICE Logic，用于实现断点观测及变量观测的逻辑电路部分，其中的TAP控制器可接入到边界扫描链。
除了以上一些特性外，ARM处理器内核中还有一些处理器内核带EJ-S模块。
E：表示DSP Enhancement，即增加了前导零处理和饱和运算等一些常用的DSP运算指令，极大地改善音、视频处理程序的性能。
J：表示Jazelle DBX（Direct Bytecode eXecution），这是ARM公司推出的Java加速解决方案。Jazelle不是一个简单的加速硬件，它是融入于处理器流水线之中的一项专门针对Java指令执行的硬件功能，使得CPU可以直接接收一部分Java指令，并加以译码执行。通过这里的介绍，读者可以试着分析一下ARM926EJ的具体含义。
F：表示向量浮点单元。
S：表示可综合的软核softcore。
冯·诺伊曼结构特点：
哈佛结构特点：
ARM流水线对比
单指令周期流水线：
多指令周期流水线：2008年9月25日星期四
硬件知识 AT91SAM9263在工控行业的优势。
AT91SAM9263的特点及优势：
200M主频，决定了使用方向就是面向工控，也决定了其价格。
低功耗，决定了发热量，决定了应用环境。
双总线结构，主要目的是用于显示缓存，可能对工控行业不太实用，不过用他来扩展总线是另外的一大用途。
image sensor interface：可用于视频监控。
LCD：人机界面
网络接口：可用于大数据量传输，组网控制。
三个串口：可扩展484，红外，GPS等串口接口的设备。
can总线：
ac97接口：人机接口的语音输出
MCI接口：稳定便宜的存储设备
CF卡，IDE：大存储设备
两个SPI：强大的外部设备的扩展
4路PWM：满足一般的应用
TWI：设备扩展，
还有一大特点就是其大量的IO口。一共有160个。
以下是用AT91SAM9263开发的工控板，其应用可以涵盖工控领域。
CPU：AT91SAM9263
SDRAM：64M
DataFlash：4－16M
NandFlash：256M
LCD：16位（565）
触摸屏： SPI扩展芯片。
矩阵键盘： TWI扩展芯片
音频：输入，输出
网络： 10/100M
CAN总线：c
an2.0A和2.0B兼容
串口： 一个调试口，一个五线，两个三线，都支持红外，485功能。
USB： USB2.0
IDE，CF卡：二选一
PWM：
GPIO：60－80个
RTC，watchdog，beep。
扩展8位或者16位总线：
扩展SPI：
200M主频，决定了使用方向就是面向工控，也决定了其价格。
低功耗，决定了发热量，决定了应用环境。
双总线结构，主要目的是用于显示缓存，可能对工控行业不太实用，不过用他来扩展总线是另外的一大用途。
image sensor interface：可用于视频监控。
LCD：人机界面
网络接口：可用于大数据量传输，组网控制。
三个串口：可扩展484，红外，GPS等串口接口的设备。
can总线：
ac97接口：人机接口的语音输出
MCI接口：稳定便宜的存储设备
CF卡，IDE：大存储设备
两个SPI：强大的外部设备的扩展
4路PWM：满足一般的应用
TWI：设备扩展，
还有一大特点就是其大量的IO口。一共有160个。
以下是用AT91SAM9263开发的工控板，其应用可以涵盖工控领域。
CPU：AT91SAM9263
SDRAM：64M
DataFlash：4－16M
NandFlash：256M
LCD：16位（565）
触摸屏： SPI扩展芯片。
矩阵键盘： TWI扩展芯片
音频：输入，输出
网络： 10/100M
CAN总线：c
an2.0A和2.0B兼容
串口： 一个调试口，一个五线，两个三线，都支持红外，485功能。
USB： USB2.0
IDE，CF卡：二选一
PWM：
GPIO：60－80个
RTC，watchdog，beep。
扩展8位或者16位总线：
扩展SPI：
硬件知识 工控行业的特点
跟工控打交道几年了，没有总结过这个行业的特点。没事谈谈一点看法。
工控最最主要的就是要求“稳定，可靠”。什么东西都要求能“按章”工作。不能胡来。这也就对应了相应的一个特点：简单，朴实。产品可能不像消费产品那样“花哨”。
另外的一些特点：
电源稳定可靠，不能起火，不能爆炸，不能时有时无等。
接口兼容性，一般设备都要求留接口以供他用，接口的兼容性问题就很重要。
像一般的AD电压0－±2.5v、0－±5v、0－±10v、4－20mA等。
像一般的控制信号都是TTL电平。
人机界面方面在工控要求也较高。像输入的键盘，输出的LCD，VGA显示等，现在很多的还要求触摸屏，usb鼠标，usb键盘，语音输入，语音输出等。
在工控产品中，数据量存储要求也较高，要求的存储量要大，存储时间长，存储介质要可靠。
在通讯接口方面，工控行业一般要求很高，一般都使用标准的稳定可靠的协议，
像RS232，RS485，CAN，网络等。工业上应用的无线技术，包括Zigbee，RFID，Wireless HART等
工控最最主要的就是要求“稳定，可靠”。什么东西都要求能“按章”工作。不能胡来。这也就对应了相应的一个特点：简单，朴实。产品可能不像消费产品那样“花哨”。
另外的一些特点：
电源稳定可靠，不能起火，不能爆炸，不能时有时无等。
接口兼容性，一般设备都要求留接口以供他用，接口的兼容性问题就很重要。
像一般的AD电压0－±2.5v、0－±5v、0－±10v、4－20mA等。
像一般的控制信号都是TTL电平。
人机界面方面在工控要求也较高。像输入的键盘，输出的LCD，VGA显示等，现在很多的还要求触摸屏，usb鼠标，usb键盘，语音输入，语音输出等。
在工控产品中，数据量存储要求也较高，要求的存储量要大，存储时间长，存储介质要可靠。
在通讯接口方面，工控行业一般要求很高，一般都使用标准的稳定可靠的协议，
像RS232，RS485，CAN，网络等。工业上应用的无线技术，包括Zigbee，RFID，Wireless HART等
2008年9月8日星期一
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