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ARM體系結構的相關硬體知識

1. ## 1.可程式設計器件的特點:

   CPU在固定頻率的時鐘控制下節奏性的執行,通過匯流排讀取外部儲存裝置中的二進位制指令集,然後解碼執行。    CPU機械型的進行:讀取
解碼  執行迴圈操作。    CPU的彙編指令就是可以被CPU解碼執行的二進位制指令集,本質是一串1010的數字碼,由ARM公司定義。
       原始碼————》CPU執行過程:    高階語言————》(編譯器).s彙編原始碼————》(彙編器)Elf(linux)或exe(window)格式的二進位制可執行檔案————》(objcopy)Bin格式燒錄檔案————》(匯流排)CPU讀入後解碼————》(CPU在內部指令流水線)CPU可執的行指令

2.指令集對CPU的意義

   組合語言無可移植性,效率更高;高階語言的可移植性更強,但是效率更低。   
組合語言實質是機器指令(機器碼)的助記符,是一種低階語言。    用特定的助記符代替表示有特殊功能的1010機器碼。   
機器指令集就是一款CPU的程式設計特徵,就好像是CPU的API介面。
       由於編譯器的不同,高階語言可以在不同的CPU上執行,實現了高階語言的可移植性。

***RISC和CISC的區別:

CISC複雜指令集CPU:旨在用最少的指令完成任務(一條指令實現一個特定的功能)。其本身的設計複雜,工藝複雜,功耗很高,但是編譯器好設計。至今intel採用該種設計。 RISC精簡指令集CPU:旨在讓軟體(程式設計師)完成具體的操作,CPU僅僅提供基本的指令集。所以其設計工藝簡單,功耗低,但是編譯器的設計更難了。(當今的方式) 其功能擴充套件由使用CPU的人利用基礎架構來靈活實現

## ***統一編制與獨立編制 哈佛結構和馮諾依曼結構

   IO:CPU與其他外部裝置之間通訊的道路。一般來說就是各種外設。(LCD,觸控式螢幕)

CPU訪問外設的方式:

   ①IO與記憶體的統一編址方式:類似於訪問記憶體的方式,把外設的暫存器當做一個記憶體地址來讀寫。   
相當於RISC,ARM經常使用的方式。
優勢:對於IO的操作直接可以看成對於記憶體的操作,使得程式設計簡單,但是IO會佔用一部分的CPU地址空間。
       ②IO與記憶體的獨立編址方式:使用專用的CPU指令來訪問某種特定的外設。(針對沒有地址的外設)    相當於SISC。    優勢:不佔用CPU的地址空間,但是CPU的設計更加複雜了。(必須設計特定的指令來直接操作IO)
       記憶體:程式的執行場所,CPU通過一定的地址來訪問具體的記憶體單元。    記憶體通過CPU的資料匯流排來定址定位,然後通過CPU的資料匯流排(雙向的)來讀寫。
CPU的地址匯流排個數由CPU設計時確定,一款CPU能夠定址的範圍是確定的。(32位匯流排只能訪問4g的記憶體)
       馮諾依曼結構:程式和資料都放在記憶體之中,且彼此不分離。例如Intel的CPU結構。    優勢:處理起來簡單;劣勢:安全可靠,穩定性沒保障,可以通過改變程式侵入電腦。
       哈佛結構:程式(ROM和FLASH)和資料(RAM)分開獨立的儲存。例如大部分的微控制器。    優勢:安全可靠;   劣勢:處理起來複雜。