代码收藏家 嵌入式硬件学习（一）
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一、ARM介绍
1、ARM公司
（1）主要设计ARM系列RISC处理器内核
（2）授权ARM内核给生产和销售半导体的合作伙伴，自己不生产芯片
（3）提供基于ARM架构的开发设计技术
2、ARM各系列
（1）A——特点：高性能、支持多核，应用场景：手机、电脑
（2）R——特点：实时性强，应用场景：汽车电子
（3）M——特点：低功耗、低延迟，应用场景：嵌入式系统、工业自动化
二、SOC概念
（1）SOC包括：kernal、总线、存储器、片内外设。
（2）kernal包括：
算术逻辑单元（ALU）、
寄存器（R0-R12）、
内存管理单元（MMU）——负责将RAM映射为虚拟内存、
高速缓存——i.cache、d.cache、
pc、lr、sp寄存器。
（3）内部总线包括：
AHB总线：高速总线，挂载存储器、LCD等高速设备。
APB总线：低速总线，挂载Timer、UART、I2C等。
（4）最小系统：电源、时钟、复位、ROM、RAM。
三、ROM和RAM的分类
| RAM | 介绍 |
|---|---|
| sram | 用晶体管存储0和1，速度快，成本高，存储密度小 |
| dram | 动态存储，用电容充放电存储0和1，功耗大，速度慢，成本低，存储密度大 |
| sdram | 增加了同步电路，提高了读写速度 |
| ddr ram | (double data rate sdram)，为sdram的下一代 |
| iram | 并非真正意义上的ram，通常iram就是sram，通常在soc内部，所以叫iram |
| ROM | 介绍 |
|---|---|
| rom | 非易失性存储器，最早只读不写 |
| prom | programmable rom，可编程的rom。能够写入一次 |
| eprom | 可擦写的prom，可以重复擦写，需要特殊工具 |
| eeprom | 电可擦写的prom |
| flash | 新一代非易失性存储器，分为nor flash（可以寻址）和nand flash(不能寻址) |
四、编译流程
五、大小端
大小端是指数据在内存中的存储方法。
1、大端：高位字节在低地址，低位字节在高地址。
2、小端：低位字节在低地址，高位字节在高地址。
六、ARM的工作模式
ARM有7种基本工作模式：
1、User：非特权模式
2、FIQ：高优先级（fast）中断产生
3、IRQ：低优先级（normal）中断产生
4、Abort：存取异常产生
5、Supervisor：复位或者软中断指令执行
6、Undef：执行未定义指令
7、System：和User模式相同的寄存器集特权模式
七、ARM寄存器基本介绍
1、ARM有37个32bits长的寄存器：PC、CPSR、5个SPSR、30个通用寄存器。
2、Cortex有40个32bits长的寄存器。
3、sp寄存器：栈指针寄存器，主要用于临时存储局部变量、函数形参和返回地址。
4、lr寄存器：用于存储函数调用的返回地址。
5、pc寄存器：指向cpu执行的下一条指令。
八、判断一个数是不是立即数
判断条件有以下三点：
（1）如果这个数的范围在0-255之间，那么这个数一定是立即数；
（2）如果超出，需要把这个数展开成二进制，从高位依次向下第一个1和和最后一个1之间如果位数不超过8位（包含这两个1），如果超过了一定不是；
（3）如果不超过八位，还要看最低位1后面的零是否为偶数，如果是偶数，则是立即数。
九、ARM上电启动流程
1、硬件复位阶段
（1）电源上电：电源管理芯片确保各组件获得稳定供电；
（2）时钟初始化：晶振电路为系统提供时钟信号，锁相环将时钟频率提高到合适频率；
（3）复位信号：复位电路生成复位信号，将处理器和外设恢复到初始状态；
（4）内存初始化：检测是否能正常工作。
2、ROM固件启动阶段
（1）ROM引导程序执行：复位接触，处理器将从ROM固定地址开始执行指令。ROM中的引导程序（BootROM）是硬件厂商预置。
（2）启动模式选择：引导程序通过GPIO、DIP开关、Boot引脚等，确定从何处加载下一步引导程序。
（3）外设初始化
3、一级引导程序（Bootloader）加载
（1）加载Bootloader：根据BootROM的配置，从指定存储介质加载一级引导程序到RAM中。
（2）执行引导程序：初始化更复杂的硬件、配置必要外设、准备环境以加载操作系统内核或者二级引导程序。
4、二级引导程序加载
（1）加载内核：从存储器中读取操作系统内核
（2）设置启动参数、设置树加载、跳转到内核——将控制权交给操作系统内核，进入系统运行阶段。
5、操作系统内核启动
（1）内存管理初始化
（2）加载设备驱动，初始化硬件设备
（3）文件系统挂载
（4）启动用户空间
作者：Hello小赵
