arm單片機

ARM單片機是以ARM處理器為核心的一種單片微型計算機，是近年來隨著電子設備智慧型化和網路化程度不斷提高而出現的新興產物。ARM是一家微處理器設計公司的名稱，ARM既不生產晶片也不銷售晶片，是專業從事技術研發和授權轉讓的公司，世界知名的半導體電子公司都與arm建立了合作夥伴關係，包括國內許多公司也從arm購買芯核技術用於設計專用晶片。arm單片機以其低功耗和高性價比的優勢逐漸步入高端市場，成為了時下的主流產品。

基本介紹

• 中文名：高級指令微處理器
• 外文名：ARM Microcontrollers

優勢

ARM單片機採用了新型的32位ARM核處理器，使其在指令系統，匯流排結構，調試技術，功耗以及性價比等方面都超過了傳統的51系列單片機，同時ARM單片機在晶片內部集成了大量的片內外設，所以功能和可靠性都大大提高。

結構特性

1. 具有統一和固定長度的指令域，使指令集和指令解碼都大大簡化。
2. 具有一個大而統一的暫存器檔案，大多數數據操作都在暫存器中完成，使指令執行速度更快。
3. 採用載入/存儲結構，使數據處理時只對暫存器操作，而不直接對存儲器操作。
4. 定址方式簡單而靈活，所有載入/存儲的地址都只由暫存器的內容和指令域決定，執行效率高。
5. 每一條數據處理指令都對算術邏輯單元和移位暫存器進行控制，以最大限度的提高算術邏輯單元和移存器的利用率。
6. 採用自動增減地址的定址方式，有利於最佳化循環程式的執行。
7. 引入多暫存器載入/存儲指令，有利於實現數據吞吐量的最大化。

STM32F103RET6

工作模式

從編程的角度看，ARM處理器的工作狀態通常有以下兩種：

1、ARM狀態，此時處理器執行32位的字對齊的ARM指令。

2、thumb狀態，此時處理器執行16位的，半字對齊的thumb指令。

當ARM處理器執行32位ARM指令集中的指令時，工作在arm狀態，執行16位thumb指令集中的指令時，工作在thumb狀態，通常在剛加點開始執行代碼時處於arm狀態，然後在程式的執行過程中，只要滿足一定條件，隨時可以在兩種工作狀態間切換，並且這種切換並不影響處理器的工作模式和相應暫存器中的內容。

ARM處理器支持7種運行模式，分別為:

1. 用戶模式usr：ARM處理器正常的程式執行模式。
2. 快速中斷模式fiq：用於高速數據傳輸或通道處理。
3. 外部中斷模式irq：用於通用的中斷處理。
4. 管理模式svc：作業系統使用的保護模式。
5. 數據訪問中止模式abt：當數據或指令預取終止時進入該模式，可用於虛擬存儲及存儲保護。
6. 系統模式sys：運行具有特權的作業系統任務。
7. 未定義指令模式und：當未定義的指令執行時進入該模式，可用於支持硬體協處理器的軟體仿真。

套用

ARM單片機以其體積小、功耗低、集成度和性價比高等優點在各領域得到廣泛的套用，主要套用有：汽車導航、影音娛樂系統、網路瀏覽、運輸監控、存儲設備、掌上電腦、可視電話等。

發展趨勢

1. 配置模組豐富化。隨著半導體工藝的迅速發展，在ARM單片機上可實現更為複雜的功能，lcd控制器，音頻編碼解碼器，大容量的flash和ram，高精度的a/d轉換器，乙太網控制器等越來越多的控制模組可集成到晶片內部。
2. 指令系統效率提高。實現risc和cisc指令集的融合，進一步提高thumb指令集的性能，流水線的級數向更高發展。
3. 處理器頻率進一步提高。雖然高檔的ARM處理器xscale系列時鐘頻率已接近1g，但與通用處理器的高頻率還有一定的差距，因此ARM單片機向更高頻率和多核發展已成趨勢。
4. 與dsp技術融合 　隨著科學技術的發展，ARM單片機與dsp之間的界限越來越模糊，兩者配合使用的情況屢見不鮮，尤其在高端電子產品中，兩者分工合作，共同滿足用戶的需求。
5. 單片機種類多樣化 在ARM單片機市場上的主流產品是飛利浦和三星，但近年來國內許多企業和科研機構已加入到研發團隊中來，相信不遠的將來市場上會出現大量我國自主研發的ARM單片機產品。