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一、ARM處理器2種工作狀態  

ARM處理器讀取/儲存 架構不支援地址不對齊內存存取(ARMv6內核現已支援)正交指令集(任意存取指令可以任意的尋址方式存取數據Orthogonal instruction set)大量的16 × 32-bit 寄存器陣列(register file)固定的32 bits 操作碼(opcode)長度，降低編碼數量所產生的耗費，減輕解碼和流水線化的負擔。大多均為一個CPU周期執行。ARM微處理器的在較新的體系結構中支持兩種指令集：ARM指令集和Thumb指令集。其中，ARM指令為32位的長度，Thumb指令為16位長度。Thumb指令集為ARM指令集的功能子集，但與等價的ARM代碼相比較，可節省30%～40%以上的存儲空間，同時具備32位代碼的所有優點。  

CPU的模式可以簡單的理解為當前CPU的工作狀態，比如：當前操作系統正在執行用戶程序，那么當前CPU工作在用戶模式，這時網卡上有數據到達，產生中斷信號，CPU自動切換到一般中斷模式下處理網卡數據(普通應用程序沒有權限直接訪問硬件)，處理完網卡數據，返回到用戶模式下繼續執行用戶程序。  

1、特權模式  

除用戶模式外，其它模式均為特權模式(Privileged Modes)。ARM 內部寄存器 和一些 片內外設 在硬件設計上只允許(或者可選為只允許)特權模式下訪問。此外，特權模式可以自由的切換處理器模式，而用戶模式不能直接切換到別的模式。  

2、異常模式  

特權模式中除系統(system)模式之外的其他5種模式又統稱為異常模式。它們除了可以通過在特權下的程序切換進入外，也可以由特定的異常進入。比如硬件產生中斷信號進入中斷異常模式，讀取沒有權限數據進入中止異常模式，執行未定義指令時進入未定義指令中止異常模式。其中管理模式也稱為超級用戶模式，是為操作系統提供軟中斷的特有模式，正是由于有了軟中斷，用戶程序才可以通過系統調用切換到管理模式。

二、ARM處理器RISC設計主要特點  

1、指令集——RISC減少了指令集的種類，通常一個周期一條指令，采用固定長度的指令格式，編譯器或程序員通過幾條指令完成一個復雜的操作。而CISC指令集的指令長度通常不固定。  

2、流水線——RISC采用單周期指令，且指令長度固定，便于流水線操作執行。  

3、寄存器——RISC的處理器擁有更多的通用寄存器，寄存器操作較多。例如ARM處理器具有37個寄存器。  

4、Load/Store結構——使用加載/存儲指令批量從內存中讀寫數據，提高數據的傳輸效率。  

5、尋址方式簡化，指令長度固定，指令格式和尋址方式種類減少。  

ARM處理器是基于RISC的，但不是純粹的RISC體系結構。為了使ARM處理器能夠更好的滿足嵌入式系統的需要，ARM指令集和單純的RISC指令集有以下幾點不同：  

1、一些特定的指令周期數可變。例如多寄存器裝載或存儲的Load/Store指令執行周期就是不確定的，這個會根據相關的寄存器個數而定。如果是訪問連續的內存地址，就可以改善性能，因為連續的內存訪問比隨機訪問要快。根據這個特點，由于在函數的起始和結尾通常會有多個寄存器與內存進行數據交換的操作，因此相應操作的指令條數會減少，提高了代碼的密度。  

2、內嵌的桶形移位寄存器產生了更復雜的指令。桶形移位寄存器是一個硬件部件，在一個寄存器被一條指令使用之前，桶形移位寄存器可以處理這個寄存器中的數據。桶形移位寄存器擴展了許多指令的功能，以此改善內核的性能，提高代碼密度。  

3、Thumb16位指令集。ARM處理器有兩種工作狀態，一種是ARM狀態，一種是Thumb狀態。ARM狀態下指令長度為32位，Thumb狀態下指令長度為16位。這種特點使得ARM既能執行16位指令，又能執行32位指令，從而增強了ARM內核的功能。  

4、條件執行。只有當某個特定條件滿足時指令才會被執行。這個特性可以減少分支指令的數目，從而改善性能，提高代碼密度。

5、增強指令。一些功能強大的數字信號處理器(DSP)指令被加入到標準的ARM指令中，以支持快速的16*16乘法操作及飽和運算。ARM的這些增強指令，使得ARM處理器不需要加上DSP即可實現。

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