嵌入式处理器物理上既可以是单个微处理器芯片或DSP芯片，也可以是微控制器或SoC中的CPU内核
嵌入式系统的硬件核心是嵌入式处理器
目标
- 嵌入式处理器结构特点及分类，ARM处理器的技术特点，产品分类
- 典型ARM处理器的结构，特点和主要应用领域
- ARM处理器工作状态，工作模式，寄存器结构
- ARM处理器异常处理，数据类型，存储格式，处理器管理单元（MMU），存储器保护单元（MPU）
- ARM指令集的指令类型及格式，移位操作实现数据变换，寻址方式
- ARM汇编语言程序
嵌入式处理器概述
- 嵌入式处理器的结构类型
RISC处理器特点：
指令数目较少，指令字长统一，格式规整，寻址模式较为单纯，指令操作简单，执行时间短，大多能在1周期内完成
CISC处理器特点：
指令集中，指令数目很多，结构比较复杂，包含专用指令，不同指令长度不相等，执行时间长短不一
RISC与CISC并不对立
冯诺依曼结构与哈佛结构不同之处：
CPU连接程序存储器与数据存储器方式不同
冯诺依曼结构中，CPU与存储器的连接只有一套总线
哈佛结构中：
1）使用两个独立的存储器：数据和存储指令，不允许指令与数据并存
2）使用独立总线
- ARM处理器主要特点
1）单周期操作
2）只使用加载/存储指令访问内存
3）指令长度固定：32位长（16位代码Thumb工作状态除外）
4）三地址指令格式
5）指令流水线技术
6）低功耗设计
- ARM处理器构架发展
指令集架构（ISA）
1）V1：ARM1
2）V2：ARM2 ARM3
3）V3：ARM6 ARM7
4）V4：ARM7TDMI ARM920T
5）V5：ARM10E XScale
6）V6：ARM11系列
7）V7M：Cortex-M3/4
8）V6M：Cortex-M0
- ARM处理器指令集比较
| 指令集 | 指令集比较 |
|---|---|
| ARM指令集 | 32指令，用于6/16/32位整数的运算 |
| Thumb指令集 | 16位字长，只支持通用功能 |
| Thumb-2指令集 | 实现代码密度和处理器性能的最佳平衡 |
- ARM处理器分类
ARM11系列以后改用Cortex
- 经典ARM处理器
指令的执行：
1）取指令
2）指令译码
3）执行指令运算
4）cache/存储器访问
5)结果写回寄存器
- ARM Cortex嵌入式处理器
Cortex-M3处理器组件
1）ARMv7-M处理器内核
2）嵌套向量中断控制器（NVIC）
3）存储器保护单元（MPU）
4）总线接口
5）低成本调试解决方案
CM4比CM3多一个VFP可选部件，具有数字信号处理能力
- ARM Cortex实时嵌入式处理器
主要特点：
1）高性能
2）实时处理
3）安全
4）低成本
- ARM Cortex应用处理器