一、工作状态

1、ARM状态

此时ARM处理器工作于32位指令状态，所有指令均为32位宽度。

2、Thumb状态

此时ARM处理器工作于16位指令状态，所有指令均为16位宽度。代码密度大，占用的内存空间小。

对于特殊情况下必须执行ARM状态，如异常处理时，需将Thumb状态切换至ARM状态。

对于具有Thumb-2指令集的处理器，Thumb-2就是其Thumb状态。

3、调试状态

补充：

1)Cortex-M仅支持Thumb-2指令集，不支持32位ARM指令集。

2)除Cortex-M处理器之外，其他ARM处理器复位后开始执行代码时总是处于ARM状态

3)对于具有ARM状态与Thumb状态的处理器，状态的切换依赖于指令BX(BLX) Rn，寄存器Rn的最低位控制CPSR(当前状态控制寄存器)的T位，当Rn[0]=0，执行指令BXRn后，CPSR中的T位自动被清零，修改当前状态置于ARM状态。当Rn[0]=1，修改当前状态置于Thumb状态

4)ARM、Thumb、Thumb-2状态简单比较

二、寄存器组织

不同的cortex处理器型号有着不同的寄存器组织，若依据工作状态划分可划分为ARM状态下的寄存器组织、Thumb状态下的寄存器组织、Thumb-2状态下的寄存器组织。

下图为ARM状态下的寄存器组织，以cortex-M4为例

下图为Thumb-2状态下的寄存器组织，以cortex-M4为例

三、异常类型

Cortex-M4定义了以下异常类型：复位、NMI(不可屏蔽中断请求)、HardFault(异常响应错误)、MemManage(存储器管理)、BusFault、UsageFault、SVC、PendSV、SysTick(滴答计时)、IRQ(外部中断请求)，如图为其详细信息

其中断向量表如图

四、存储器格式

在ARM中，定义32位为字数据，16位为半字数据，8位为字节数据，带FPU的处理器还支持浮点数据。作为32位处理器，cotex-M所支持的最大寻址空间为4GB(2的32次方B)

从图中可以看到，与Intel x86 I/O端口的独立编址不同，ARM采用存储器映像编址方式，对I/O端口等外设采用统一编址。

独立编址的优缺点：采用独立的I/O指令，系统运行速度快，且不占用存储器内存空间。但，由于采用独立的I/O指令，程序设计的灵活性差。

存储器映象编址的优缺点：I/O端口与存储器统一编址，存储器指令同样适用于I/O端口，可对I/O端口作众多复杂性操作，程序的灵活性好。但，由于I/O端口占用了内存空间，使得内存空间减少。

ARM有两种存储数据字的格式：大端模式(Big-Endian)、小端模式(Little-Endian)。

1)大端模式

在这种模式下，32位数据字以字节为最小单位划分，高字节存放在低地址中，低字节存放在高地址中。

2)小端模式

在这种模式下，32位数据字以字节为最小单位划分，低字节存放在低地址中，高字节存放在高地址中。

可通过AIRCR寄存器(ApplicationInterrupt and Reset Control Register)的第15位来设定。ENDIANNESS=0时，小端模式;ENDIANNESS=1时，大端模式。

最后，简单谈一下微处理器经常使用的两种技术：MMU(存储器管理单元)和MPU(存储器保护单元)。MMU部件能把系统中不同类型的存储器(SRAM、Flash、SDRAM、ROM等)进行统一管理，通过地址映射，使需要运行在连续地址空间的软件可运行在不连续的物理存储器中，需要较大存储空间的软件可运行在较小容量的物理存储器中，此即虚拟存储器技术。MMU完成了虚拟地址到物理地址的映射。

MPU是对存储器进行保护的可选部件，它提供了简单代替MMU的方法来管理存储器。在ARM中，MPU允许4GB地址空间定义为8个段，分别控制八个指令和八个数据内存块，段与段之间可以重叠，每个段的地址与长度均可编程，且段起始地址必须是其大小的整数倍、段的长度可以是4KB-4GB之间任意一个2的指数。(这与Intel x86系列的分段管理存储器的方法较为类似，只是相较于程序，仍需深刻理解)

本文内容转载自网络，本着传播与分享的原则，来源/作者信息已在文章顶部表明，版权归原作者所有，如有侵权请联系我们进行删除!