10.2 ARM 体系与架构 处理器

一、冯诺依曼结构和哈佛结构的区别

• 存储器结构上：

冯诺依曼：采用单一存储器结构，程序和数据存放在同一个存储器中，通过同一组总线传输指令和数据。

哈佛：具有独立的程序存储器和数据存储器，有独立的指令总线和数据总线，可以同时对程序和数据进行访问。

• 指令执行：

冯诺依曼：需要先取指，再根据指令要求取数据。

哈佛：数据和指令可以同时访问，指令执行更具并行性。

二、什么是 ARM 流水线技术

通过多个功能部件并行工作缩短整体程序执行时间，提高处理器核的效率和吞吐率（单位时间内能够处理的指令或数据的数量）。ARM7 采用三级流水线的冯诺依曼结构，ARM9 采用五级流水线的哈弗结构。增加流水级数目的是为了简化各级流水线逻辑，进一步提高性能。

PC 总是指向第三条指令，PC = 当前程序执行位置 + 8 （取指、译码、执行）因为 RISC 每条指令 4 个字节。

三、ARM 有几种工作模式

1、用户模式（USR）

是用户程序的工作模式，运行在操作系统的用户态，不能切换到其他模式，要想切换到其他模式，只能通过软中断或异常。

2、系统模式（SYS）

是特权模式，与用户模式共用一套寄存器，和用户模式一样都没有 SPSR （已保存程序状态寄存器）

3、一般中断模式（IRQ）

普通中断模式，用于处理一般的中断请求。

4、快速中断模式（FIQ）

用于处理对时间要求比较紧急的中断请求，主要用于高速数据传输及通道处理。块中断有很多自己的专用寄存器（R8~R14），可以避免保存和恢复某些寄存器。

5、管理模式（SVC）

是 CPU 上电后的默认模式，该模式主要用来