大家都应该知道stm32、cortex-m3、armv8-m与arm有关,但可能分不清他们是什么关系,或者具体是什么东西。
一、总述armv8-m:是一款arm架构。arm架构分为:armv1、 armv2 ··· armv8。而armv8分为:armv8-a、 armv8-r、 armv8-m。
cortex-m3:是一款arm处理器内核,也可以理解为arm处理器家族之中的一个成员。arm处理器内核分为:经典核心和cortex核心。传统的核心:arm7、arm9等。cortex核心:cortex-a、cortex-r、cortex-m等。
stm32:是一款arm内核的处理器芯片。stm32绝大部分是cortex-m内核,也有少部分包含cortex-a7(比如:stm32mp)。
如图:
其实还可以细分很多内容,除了这些,还有一些我们常见的内容,比如arm指令集、thumb-2指令集等。
以上是总述的内容,下面再进一步描述其中的一些细节。
二、架构
从1995年开始,《arm体系结构参考手册》是arm文档的主要来源,提供了关于arm处理器架构和指令集,区分接口,所有的arm处理器的支持(如指令语义)的实现细节可能会有所不同。该体系结构随着时间的演变,并与cortex系列的核心开始,存在三个“配置”的定义如下:
“应用”配置: cortex-a 系列
“嵌入式”配置: cortex-r 系列
“微处理器”配置: arm cortex-m 系列。
每个配置允许有其子集的架构。例如,用于armv6-m配置(所使用的cortex m0 / m0+/ m1)的一个子集armv7-m架构(支持较少的指令)。
三、cpu模式
在任何时刻,cpu只可处于某一种模式,但可由于外部事件(中断)或编程方式进行模式切换。
用户模式:仅非特权模式。
系统模式:仅无需例外进入的特权模式。仅以执行明确写入cpsr的模式位的指令进入。
(svc) 模式:在cpu被重置或者swi指令被执行时进入的特权模式。
abort 模式:预读取中断或数据中断异常发生时进入的特权模式。
未定义模式:未定义指令异常发生时进入的特权模式。
干预模式:处理器接受一条irq干预时进入的特权模式。
快速干预模式:处理器接受一条irq干预时进入的特权模式。
hyp 模式:armv-7a为cortex-a15处理器提供硬件虚拟化引进的管理模式。
四、arm授权方式
arm公司本身并不靠自有的设计来制造或出售cpu,而是将处理器架构授权给有兴趣的厂家。
标题中的stm32就是属于arm公司授权cortex-m内核给st公司生产的一款处理器。
arm提供了多样的授权条款,包括售价与散播性等项目。对于授权方来说,arm提供了arm内核的集成硬件叙述,包含完整的软件开发工具(编译器、debugger、sdk),以及针对内含arm cpu硅芯片的销售权。
许多半导体公司持有arm授权:atmel、 st、nxp、 ti、 ibm等。
在知识产权工业,arm是广为人知最昂贵的cpu内核之一。单一的客户产品包含一个基本的arm内核可能就需索取一次高达美金20万的授权费用。而若是牵涉到大量架构上修改,则费用就可能超过千万美元。
五、arm核心时间线
早在1993年,经典的arm7就问世了,直到现在大家看到的cortex-a系列处理器。
其实,在arm7之前,都还有一些相关的处理器,感兴趣的朋友可以上网了解。
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