作为一名嵌入式开发者，理解底层硬件与指令集架构是写出高效代码的基础。今天就结合我整理的学习笔记，和大家聊聊 ARM 开发的核心知识点。
一、CPU 架构：CISC 与 RISC 的本质区别
计算机 CPU 内核主要分为两大阵营：
1、CISC（复杂指令集计算机）
代表架构：x86
特点：指令数量多、功能复杂，芯片面积大、功耗高，存在 "2/8 效应"（20% 的指令承担 80% 的工作）
适用场景：PC、服务器等对性能要求极高的领域
2、RISC（精简指令集计算机）
代表架构：ARM、MIPS、RISC-V
特点：指令数量少、格式统一，芯片面积小、功耗低、体积小巧
适用场景：手机、嵌入式设备、便携电子产品
ARM 就是典型的 RISC 架构，凭借低功耗优势，成为了嵌入式领域的绝对主流
二、Cortex
A: Application 应用， 手机、应用电子领域
R： real time 实时性 ，汽车电子 ， 航空航天
M： Micro 微控制器 MCU 单片机领域
接下来要学习的imx6ull用的处理器内核则是 Cortex-A7，指令集版本为ARMv7-A（也常简称为 armv7）
三、Cortex-A7 内核寄存器详解
ALU：算术逻辑单元
R0 - R12 通用寄存器（ 内核 ）：存放数据
pc寄存器：program counter，程序计数器，本质上是一个指针，指向当前代码正在执行指令的下 一条指令
lr寄存器：linked register，链接寄存器，保存函数返回地址
sp寄存器 ：stack pointer，栈指针寄存器 ，用来管理栈区
cpsr寄存器：current program status register， 当前程序状态寄存器 ，保存程序运行到某一步时的状态
spsr寄存器:save program status register，保存/备份程序状态寄存器异，异常发生时，保存cpsr寄存器中的程序状态
MMU：Mermory Manager Unit，内存管理单元用于管理虚拟内存到物理内存映射，从而提高物理 内存的利用率
Cache：高速数据缓存， 直接从Cache访问数据 ，提高CPU访问数据的效率
icache：instruction cache，指令缓存，用于指令
dcache： data cache，数据缓存， 用于数据
（所以ARM普遍使用哈佛架构）
在学习裸机时，必须要关闭MMU，打开 icache，关闭 dcache
四、存储类型与总线
- 存储器类型
RAM：易失性存储器，掉电数据丢失，读写速度快，用于程序运行时数据
ROM/Flash：非易失性存储器，掉电数据不丢失，用于存储程序和固件
Nor Flash：字节可寻址，适合存储代码
Nand Flash：块操作（通常 512 字节），容量大、成本低，适合存储数据
- 总线通信
单总线通信 ：通过一根线 /一组线和外设通信，和某个外设通信时，其他外设接不进来
双总线通信 ：
AHB总线： 先进高速总线 （USB、网卡 、RAM），连接通信速率快的外设
APB总线：先进外设总线 （GPIO、 UART），连接通信速率慢的外设
为了平衡不同外设的速度，ARM 采用双总线架构
五、程序编译
1、程序编译所经历的阶段
（1）预处理(Pre-Processing)：处理和#号相关的代码，将C语言展开、替换、按照条件加入去除
（2）编译(Compiling)：将C语言代码编译成汇编代码
（3）汇编(Assembling)：将汇编代码编译为机器语言
（4）链接(Linking)：将用户的代码与系统中的库链接成一个可执行程序
2、交叉编译：在一个平台编写编译程序，能够在另外 一个平台运行程序
六、异常向量表
本质是一个数组， 数组中存放的是跳转到对应异常服务函数的指令
七、处理器工作模式
八、ARM寄存器
ARM 有37个32-Bits长的寄存器
Cortex体系结构下有40个32-Bits长的寄存器