一、計(jì)算機(jī)架構(gòu)在了解計(jì)算機(jī)架構(gòu)之前，我們先來(lái)認(rèn)識(shí)幾位對(duì)計(jì)算機(jī)的發(fā)明做出關(guān)鍵共享的幾位大佬。

1. 巴貝奇機(jī)械計(jì)算機(jī)之父，英國(guó)貴族，曾孤軍奮戰(zhàn)下造出的第一臺(tái)差分機(jī)，運(yùn)算精度達(dá)到了6位小數(shù)，后來(lái)又設(shè)計(jì)了20位精度的差分機(jī)，其設(shè)計(jì)理念已經(jīng)達(dá)到了機(jī)械設(shè)計(jì)登峰造極的境界。

1985～1991年，倫敦科學(xué)博物館為了紀(jì)念巴貝奇誕辰200周年，根據(jù)其1849年的設(shè)計(jì)，用純19世紀(jì)的技術(shù)成功造出了差分機(jī)2號(hào)。

巴貝奇堪稱(chēng)上個(gè)世紀(jì)最強(qiáng)大腦，他的大腦現(xiàn)保存在英國(guó)科學(xué)博物館。

程序員的祖師奶奶Ada正是在和巴貝奇共同工作時(shí)提出了程序循環(huán)分支等等我們現(xiàn)在都習(xí)以為常的編程理念。

差分機(jī)

2. 圖靈被稱(chēng)為計(jì)算機(jī)科學(xué)之父，人工智能之父。1931年圖靈進(jìn)入劍橋大學(xué)國(guó)王學(xué)院，畢業(yè)后到美國(guó)普林斯頓大學(xué)攻讀博士學(xué)位，第二次世界大戰(zhàn)爆發(fā)后回到劍橋，后曾協(xié)助軍方破解德國(guó)的著名密碼系統(tǒng)Enigma，幫助盟軍取得了二戰(zhàn)的勝利。圖靈對(duì)于人工智能的發(fā)展有諸多貢獻(xiàn)，提出了一種用于判定機(jī)器是否具有智能的試驗(yàn)方法，即圖靈試驗(yàn)，至今，每年都有試驗(yàn)的比賽。

圖靈在戰(zhàn)時(shí)服務(wù)的機(jī)構(gòu)于1943年研制成功的CO-LOSSUS（巨人）機(jī)，這臺(tái)機(jī)器的設(shè)計(jì)采用了圖靈提出的某些概念。它用了1500個(gè)電子管，采用了光電管閱讀器；利用穿孔紙帶輸入；并采用了電子管雙穩(wěn)態(tài)線(xiàn)路，執(zhí)行計(jì)數(shù)、二進(jìn)制算術(shù)及布爾代數(shù)邏輯運(yùn)算，巨人機(jī)共生產(chǎn)了10臺(tái)，用它們出色地完成了密碼破譯工作。

強(qiáng)烈推薦這部根據(jù)圖靈生平改編的電影《模仿游戲》，一起感受下這個(gè)絕世天才不平凡的一生。

模仿游戲

3. 馮諾依曼-《計(jì)算機(jī)與人腦》計(jì)算機(jī)架構(gòu)主要有兩種：哈佛架構(gòu)、馮諾依曼架構(gòu)。現(xiàn)代計(jì)算機(jī)，大部分都是基于馮諾依曼體系結(jié)構(gòu)。

我個(gè)人認(rèn)為馮諾依曼應(yīng)該是上個(gè)世紀(jì)「最聰明的人，沒(méi)有之一」。

他的個(gè)人成就在此就不說(shuō)了，大家可以自行搜索，很多成就，一口君連名字都看不懂，只有博弈論還勉強(qiáng)知道是啥意思。

本文只討論大神對(duì)計(jì)算機(jī)的貢獻(xiàn)【其實(shí)計(jì)算機(jī)并不是大神的最厲害的成就，而且他也并沒(méi)有花太多時(shí)間精力在計(jì)算機(jī)的研究上】。

1955年10月，諾伊曼，被查出患有癌癥。而他幾乎是在他生命的最后時(shí)刻，于臨終的病榻上撰寫(xiě)了關(guān)于人的神經(jīng)系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)關(guān)系的講稿。1958年，他的講稿以《計(jì)算機(jī)與人腦》為題出版。

計(jì)算機(jī)與人腦

諾依曼從數(shù)學(xué)的角度，主要是從邏輯和統(tǒng)計(jì)數(shù)學(xué)的角度，討論了神經(jīng)系統(tǒng)的刺激——反應(yīng)和記憶等問(wèn)題，提出神經(jīng)系統(tǒng)具有數(shù)字部分和模擬部分兩方面的特征，探討了神經(jīng)系統(tǒng)的控制及邏輯結(jié)構(gòu)。

4. 馮諾依曼架構(gòu)馮諾依曼的核心是：「存儲(chǔ)程序，順序執(zhí)行」，規(guī)定計(jì)算機(jī)必須具有如下功能：

把需要的程序和數(shù)據(jù)送至計(jì)算機(jī)中；

必須具有長(zhǎng)期記憶程序、數(shù)據(jù)、中間結(jié)果及最終運(yùn)算結(jié)果的能力；

能夠完成各種算術(shù)、邏輯運(yùn)算和數(shù)據(jù)傳送等數(shù)據(jù)加工處理的能力；

能夠根據(jù)需要控制程序走向，并能根據(jù)指令控制機(jī)器的各部件協(xié)調(diào)操作；

能夠按照要求將處理結(jié)果輸出給用戶(hù)

馮諾依曼架構(gòu)

5. 哈佛架構(gòu)馮諾依曼結(jié)構(gòu)和哈佛結(jié)構(gòu)是有區(qū)別的。

馮諾依曼結(jié)構(gòu)是程序存儲(chǔ)區(qū)和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器都是可以放到內(nèi)存中，統(tǒng)一編碼的，而哈弗結(jié)構(gòu)是分開(kāi)編址的。

哈佛架構(gòu)

6. 哪些處理器是哈佛架構(gòu)、馮諾依曼架構(gòu)？「哈佛架構(gòu)」

MCU（單片機(jī)）幾乎都是用哈佛結(jié)構(gòu)，譬如廣泛使用的51單片機(jī)、典型的STM32單片機(jī)（核心是ARM Cortex-M系列的）都是哈佛結(jié)構(gòu)。

「馮諾依曼架構(gòu)」

PC和服務(wù)器芯片（譬如Intel AMD），ARM Cortex-A系列嵌入式芯片（譬如核心是ARM Cortex-A9的三星exynos-4412，譬如華為的麒麟970等手機(jī)芯片）等都是馮諾依曼結(jié)構(gòu)。這些系統(tǒng)都需要大量?jī)?nèi)存，所以工作內(nèi)存都是DRAM，因?yàn)樗麄兏m合使用馮諾依曼系統(tǒng)。

「混合結(jié)構(gòu)」

實(shí)際上現(xiàn)代的CPU（準(zhǔn)確說(shuō)叫SoC）基本都不是純粹的哈佛結(jié)構(gòu)或馮諾依曼機(jī)構(gòu)，而都是混合結(jié)構(gòu)的。

比如三星exynos 4412，使用ARM的Cortex-A9核心。基于exynos 4412開(kāi)發(fā)板上都配備了1024MB的DDR SDRAM，和8GB的EMMC。

正常工作時(shí)所有的程序和數(shù)據(jù)都從EMMC中加載到DDR中，也就是說(shuō)不管你是指令還是數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)都是在EMMC中，運(yùn)行時(shí)都在DDR中，再通過(guò)cache和寄存器送給CPU去加工處理。這就是典型的馮諾依曼系統(tǒng)。

但是，exynos 4412內(nèi)部仍然有一定容量的64KB irom和64KB iram，這些irom和iram是用于SoC引導(dǎo)和啟動(dòng)的，芯片上電后首先會(huì)執(zhí)行內(nèi)部irom中固化的代碼，其實(shí)執(zhí)行這些代碼時(shí)4412就好像一個(gè)MCU一樣，irom就是他的flash，iram就是他的SRAM，這又是典型的哈佛結(jié)構(gòu)。

這就是混合式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，而非純粹設(shè)計(jì)。之所以采用混合式設(shè)計(jì)其實(shí)就是為了各取所長(zhǎng)而已。

不管白貓黑貓，解決問(wèn)題就是好貓。

二、計(jì)算機(jī)組成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)=硬件系統(tǒng)+軟件系統(tǒng) 硬件是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的物質(zhì)基礎(chǔ)，軟件是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的靈魂。硬件和軟件是相輔相成的，不可分割的整體。

計(jì)算機(jī)組成

1）。輸入設(shè)備輸入設(shè)備的任務(wù)是把人們編好的程序和原始數(shù)據(jù)送到計(jì)算機(jī)中去，并且將它們轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)內(nèi)部所能識(shí)別和接受的信息方式。常用的有鍵盤(pán)、鼠標(biāo)、掃描儀等。

2）。輸出設(shè)備輸出設(shè)備的任務(wù)是將計(jì)算機(jī)的處理結(jié)果以人或其他設(shè)備所能接受的形式送出計(jì)算機(jī)。常用的有顯示器、打印機(jī)、繪圖儀等。

3）。存儲(chǔ)器、CPU見(jiàn)第三節(jié)

4）。 計(jì)算機(jī)的總線(xiàn)結(jié)構(gòu)將各大基本部件，按某種方式連接起來(lái)就構(gòu)成了計(jì)算機(jī)的硬件系統(tǒng)。

系統(tǒng)總線(xiàn)包含有三種不同功能的總線(xiàn)，即數(shù)據(jù)總線(xiàn)DB（Data Bus）、地址總線(xiàn)AB（Address Bus）和控制總線(xiàn)CB（Control Bus）。

數(shù)據(jù)總線(xiàn)DB 用于傳送數(shù)據(jù)信息。數(shù)據(jù)總線(xiàn)的位數(shù)是微型計(jì)算機(jī)的一個(gè)重要指標(biāo)，通常與微處理的字長(zhǎng)相一致。例如Intel 8086微處理器字長(zhǎng)16位，其數(shù)據(jù)總線(xiàn)寬度也是16位。

地址總線(xiàn)AB 專(zhuān)門(mén)用來(lái)傳送地址的。地址總線(xiàn)的位數(shù)決定了CPU可直接尋址的內(nèi)存空間大小，比如8位微機(jī)的地址總線(xiàn)為16位，則其最大可尋址空間為216＝64KB，16位微型機(jī)的地址總線(xiàn)為20位，其可尋址空間為220＝1MB。控制總線(xiàn)CB 用來(lái)傳送控制信號(hào)和時(shí)序信號(hào)。控制信號(hào)中，有的是微處理器送往存儲(chǔ)器和I／O接口電路的，如讀／寫(xiě)信號(hào)，片選信號(hào)、中斷響應(yīng)信號(hào)等；也有是其它部件反饋給CPU的，比如：中斷申請(qǐng)信號(hào)、復(fù)位信號(hào)、總線(xiàn)請(qǐng)求信號(hào)、限備就緒信號(hào)等。控制總線(xiàn)的具體情況取決于CPU。

在這里插入圖片描述

三、 CPU工作原理CPU內(nèi)部主要包括運(yùn)算器和控制器。

指令

1） 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器是用來(lái)存放程序和數(shù)據(jù)的部件，它是一個(gè)記憶裝置，也是計(jì)算機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)“存儲(chǔ)程序控制”的基礎(chǔ)。

包括：Cache、主存儲(chǔ)器、輔助存儲(chǔ)器。

「高速緩沖存儲(chǔ)器（Cache）」CPU可以直接訪(fǎng)問(wèn)，用來(lái)存放當(dāng)前正在執(zhí)行的程序中的活躍部分，以便快速地向CPU提供指令和數(shù)據(jù)。

「主存儲(chǔ)器」可由CPU直接訪(fǎng)問(wèn)，用來(lái)存放當(dāng)前正在執(zhí)行的程序和數(shù)據(jù)。

「輔助存儲(chǔ)器」設(shè)置在主機(jī)外部，CPU不能直接訪(fǎng)問(wèn)，用來(lái)存放暫時(shí)不參與運(yùn)行的程序和數(shù)據(jù)，需要時(shí)再傳送到主存。

存儲(chǔ)器

2） 運(yùn)算器運(yùn)算器的核心是算術(shù)邏輯運(yùn)算部件ALU，還包括若干個(gè)寄存器（如累加寄存器、暫存器等）。

ALU可以執(zhí)行算術(shù)運(yùn)算（包括加減乘數(shù)等基本運(yùn)算及其附加運(yùn)算）和邏輯運(yùn)算（包括移位、邏輯測(cè)試或兩個(gè)值比較）。相對(duì)控制單元而言，運(yùn)算器接受控制單元的命令而進(jìn)行動(dòng)作，即運(yùn)算單元所進(jìn)行的全部操作都是由控制單元發(fā)出的控制信號(hào)來(lái)指揮的，所以它是執(zhí)行部件。

運(yùn)算器

3） 控制器控制單元是整個(gè)CPU的指揮控制中心，由程序計(jì)數(shù)器PC（Program Counter）， 指令寄存器IR（Instruction Register）、指令譯碼器ID（Instruction Decoder）和操作控制器OC（Operation Controller）等組成，對(duì)協(xié)調(diào)整個(gè)電腦有序工作極為重要。

它根據(jù)用戶(hù)預(yù)先編好的程序，依次從存儲(chǔ)器中取出各條指令，放在指令寄存器IR中，通過(guò)指令譯碼（分析）確定應(yīng)該進(jìn)行什么操作，然后通過(guò)操作控制器OC，按確定的時(shí)序，向相應(yīng)的部件發(fā)出微操作控制信號(hào)。操作控制器OC中主要包括節(jié)拍脈沖發(fā)生器、控制矩陣、時(shí)鐘脈沖發(fā)生器、復(fù)位電路和啟停電路等控制邏輯。

控制器

4） CPU的運(yùn)行原理總結(jié)控制單元在時(shí)序脈沖的作用下，將指令計(jì)數(shù)器里所指向的指令地址（這個(gè)地址是在內(nèi)存里的）送到地址總線(xiàn)上去，然后CPU將這個(gè)地址里的指令讀到指令寄存器進(jìn)行譯碼。

對(duì)于執(zhí)行指令過(guò)程中所需要用到的數(shù)據(jù)，會(huì)將數(shù)據(jù)地址也送到地址總線(xiàn)，然后CPU把數(shù)據(jù)讀到CPU的內(nèi)部存儲(chǔ)單元（就是內(nèi)部寄存器）暫存起來(lái)，最后命令運(yùn)算單元對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理加工。

周而復(fù)始，一直這樣執(zhí)行下去。

5） 指令執(zhí)行過(guò)程一條指令的執(zhí)行通常包括以下4個(gè)步驟：

指令執(zhí)行過(guò)程

1、取指令：CPU的控制器從內(nèi)存讀取一條指令并放入指令寄存器。2、指令譯碼：指令寄存器中的指令經(jīng)過(guò)譯碼，決定該指令應(yīng)進(jìn)行何種操作（就是指令里的操作碼）、操作數(shù)在哪里（操作數(shù)的地址）。3、 執(zhí)行指令，分兩個(gè)階段“取操作數(shù)”和“進(jìn)行運(yùn)算”。4、 修改指令計(jì)數(shù)器，決定下一條指令的地址。

6） ARM技術(shù)特征ARM的成功，一方面得益于它獨(dú)特的公司運(yùn)作模式，另一方面，當(dāng)然來(lái)自于ARM處理器自身的優(yōu)良性能。作為一種先進(jìn)的RISC處理器，ARM處理器有如下特點(diǎn)。

體積小、低功耗、低成本、高性能。

支持Thumb（16位）/ARM（32位）雙指令集，能很好地兼容8位/16位器件。

大量使用寄存器，指令執(zhí)行速度更快。

大多數(shù)數(shù)據(jù)操作都在寄存器中完成。

尋址方式靈活簡(jiǎn)單，執(zhí)行效率高。

指令長(zhǎng)度固定。此處有必要講解一下RISC微處理器的概念及其與CISC微處理器的區(qū)別。

7） ARM體系架構(gòu)的發(fā)展體系架構(gòu)的定義：體系架構(gòu)定義了指令集（ISA）和基于這一體系架構(gòu)下處理器的編程模型。基于同種體系架構(gòu)可以有多種處理器，每個(gè)處理器性能不同，所面向的應(yīng)用不同，每個(gè)處理器的實(shí)現(xiàn)都要遵循這一體系結(jié)構(gòu)。ARM體系架構(gòu)為嵌入系統(tǒng)發(fā)展商提供很高的系統(tǒng)性能，同時(shí)保持優(yōu)異的功耗和效率。

ARM體系架構(gòu)為滿(mǎn)足ARM合作者及設(shè)計(jì)領(lǐng)域的一般需求正穩(wěn)步發(fā)展。目前，ARM體系架構(gòu)共定義了8個(gè)版本，從版本1到版本8，ARM體系的指令集功能不斷擴(kuò)大，不同系列的ARM處理器，性能差別很大，應(yīng)用范圍和對(duì)象也不盡相同，但是，如果是相同的ARM體系架構(gòu)，那么基于它們的應(yīng)用軟件是兼容的。

下面我們簡(jiǎn)單介紹下 V7/V8架構(gòu)。

v7架構(gòu)

ARMv7架構(gòu)是在ARMv6架構(gòu)的基礎(chǔ)上誕生的。該架構(gòu)采用了Thumb-2技術(shù)，它是在ARM的Thumb代碼壓縮技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，并且保持了對(duì)現(xiàn)存ARM解決方案的完整的代碼兼容性。Thumb-2技術(shù)比純32位代碼少使用31%的內(nèi)存，減小了系統(tǒng)開(kāi)銷(xiāo)，同時(shí)能夠提供比已有的基于Thumb技術(shù)的解決方案高出38%的性能。ARMV7架構(gòu)還采用了NEON技術(shù)，將DSP和媒體處理能力提高了近4倍。并支持改良的浮點(diǎn)運(yùn)算，滿(mǎn)足下一代3D圖形、游戲物理應(yīng)用及傳統(tǒng)嵌入式控制應(yīng)用的需求。

v8架構(gòu)

ARMv8架構(gòu)是在32位ARM架構(gòu)上進(jìn)行開(kāi)發(fā)的，將被首先用于對(duì)擴(kuò)展虛擬地址和64位數(shù)據(jù)處理技術(shù)有更高要求的產(chǎn)品領(lǐng)域，如企業(yè)應(yīng)用、高檔消費(fèi)電子產(chǎn)品。ARMv8架構(gòu)包含兩個(gè)執(zhí)行狀態(tài)：AArch64和AArch32。AArch64執(zhí)行狀態(tài)針對(duì)64位處理技術(shù)，引入了一個(gè)全新指令集A64，可以存取大虛擬地址空間；而AArch32執(zhí)行狀態(tài)將支持現(xiàn)有的ARM指令集。目前的ARMv7架構(gòu)的主要特性都將在ARMv8架構(gòu)中得以保留或進(jìn)一步拓展，如TrustZone技術(shù)、虛擬化技術(shù)及NEON advanced SIMD技術(shù)等。

8） ARM 微處理器架構(gòu)ARM內(nèi)核采用RISC體系架構(gòu)。ARM體系架構(gòu)的主要特征如下。

采用大量的寄存器，它們都可以用于多種用途。

采用Load/Store體系架構(gòu)。

每條指令都條件執(zhí)行。

采用多寄存器的Load/Store指令。

能夠在單時(shí)鐘周期執(zhí)行的單條指令內(nèi)完成一項(xiàng)普通的移位操作和一項(xiàng)普通的ALU操作。

通過(guò)協(xié)處理器指令集來(lái)擴(kuò)展ARM指令集，包括在編程模式中增加了新的寄存器和數(shù)據(jù)類(lèi)型。

如果把Thumb指令集也當(dāng)做ARM體系架構(gòu)的一部分，那么在Thumb體系架構(gòu)中還可以高密度16位壓縮形式表示指令集。

9） ARM指令A(yù)RM指令是RISC（Reduced Instruction Set Computing），即精簡(jiǎn)執(zhí)令運(yùn)算集，RISC把著眼點(diǎn)放在如何使計(jì)算機(jī)的結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單和如何使計(jì)算機(jī)的處理速度更加快速上。RISC選取了使用頻率最高的簡(jiǎn)單指令，拋棄復(fù)雜指令，固定指令長(zhǎng)度，減少指令格式和尋址方式，不用或少用微碼控制。這些特點(diǎn)使得RISC非常適合嵌入式處理器。

RISC可以實(shí)現(xiàn)以相對(duì)少的晶體管設(shè)計(jì)出極快的微處理器。通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，只有大約20%的指令是最常用的，把處理器能執(zhí)行的指令數(shù)目減少到最低限度，對(duì)它們的執(zhí)行過(guò)行優(yōu)化，就可以極大地提高處理的工作速度。

一般來(lái)說(shuō)，RISC處理器比同等的CISC（Complex Instruction Set Computer，復(fù)雜指令集計(jì)算機(jī)）處理器要快50%-75%，同時(shí)RISC處理器更容易設(shè)計(jì)和糾錯(cuò)。

一般指令格式如下：

指令格式

「操作碼：」操作碼就是匯編語(yǔ)言里的mov，add，jmp等符號(hào)碼；

「操作數(shù)地址：」用于說(shuō)明該指令需要的操作數(shù)所在的地方，是在內(nèi)存里還是在CPU的內(nèi)部寄存器里。

實(shí)際上的機(jī)器指令格式遠(yuǎn)比這個(gè)復(fù)雜，下圖是常用的ARM指令格式：

ARM 指令格式

關(guān)于這些機(jī)器指令格式，后面我們會(huì)挑選其中幾個(gè)分析，對(duì)于我們大部分讀者來(lái)說(shuō)，沒(méi)有必要花太多精力去研究這些機(jī)器指令，只需要大概了解即可。

關(guān)于CPU我們從宏觀上把握到這個(gè)程度就OK了，后面我們會(huì)逐步進(jìn)入后續(xù)階段的學(xué)習(xí)，介紹ARM寄存器模式、異常、尋址、匯編指令，以及C代碼中嵌入的匯編語(yǔ)言的寫(xiě)法。

四、SOCSOC：系統(tǒng)芯片是一個(gè)將計(jì)算機(jī)或其他電子系統(tǒng)集成單一芯片的集成電路。系統(tǒng)芯片可以處理數(shù)字信號(hào)、模擬信號(hào)、混合信號(hào)甚至更高頻率的信號(hào)。

從狹義角度講，它是信息系統(tǒng)核心的芯片集成，是將系統(tǒng)關(guān)鍵部件集成在一塊芯片上; 從廣義角度講， SoC是一個(gè)微小型系統(tǒng)，如果說(shuō)中央處理器（CPU）是大腦，那么SoC就是包括大腦、心臟、眼睛和手的系統(tǒng)。

1. ARM base Soc嵌入式系統(tǒng)中常常要使用系統(tǒng)芯片。系統(tǒng)芯片的集成規(guī)模很大，一般達(dá)到幾百萬(wàn)門(mén)到幾千萬(wàn)門(mén)。SOC相對(duì)比較靈活，它可以將arm架構(gòu)的處理器與一些專(zhuān)用的外圍芯片集成到一起，組成一個(gè)系統(tǒng)。

下圖是一個(gè)典型的基于ARM架構(gòu)的SOC架構(gòu)圖。

ARM base Soc

一個(gè)典型的基于ARM的Soc架構(gòu)通常包含以下幾個(gè)主要部件：

ARM Processor core 處理器核

Clocks and Reset Controller 時(shí)鐘和復(fù)位電路

Interrupt Controller 中斷控制器

ARM Propherals 外部設(shè)備

GPIO

DMA Port

External Memory Interface 外部?jī)?nèi)存接口

On chip RAM 偏上RAM

AHB、APB總線(xiàn)

其實(shí)現(xiàn)有的ARM處理器如Hisi-3507、exynos-4412等處理器都是一個(gè)SOC系統(tǒng)，尤其是應(yīng)用處理器它集成了許多外圍的器件，為執(zhí)行更復(fù)雜的任務(wù)、更復(fù)雜的應(yīng)用提供了強(qiáng)大的支持。

該架構(gòu)是我們理解匯編指令和編寫(xiě)裸機(jī)程序的基石。

當(dāng)我們拿到一個(gè)新的SOC的datasheet，首先就要根據(jù)這個(gè)架構(gòu)，來(lái)查看SOC的「RAM空間、時(shí)鐘頻率、包括哪些外部設(shè)備的控制器，各個(gè)外設(shè)控制器的操作原理，各個(gè)外設(shè)對(duì)GPIO的引腳復(fù)用情況、各個(gè)控制器的SFR地址、中斷控制器是如何管理眾多中斷源的等等」。

2. 三星 Exynos 44122012年初，三星正式推出了自家的首款四核移動(dòng)處理器Exynos4412。

下面三星的exynos 4412的SOC。

Exynos 4412 SCP結(jié)構(gòu)框圖

如上圖所示，exynos 4412主要包括以下模塊：

4（quad）個(gè)Cortex-A9處理器

1MB的 L2 Cache

Interrupt Controller 中斷控制器，管理所有的中斷源

Interrupt Combiner 中斷控制器，管理soc內(nèi)的一些中斷源

NEON ARM 架構(gòu)處理器擴(kuò)展結(jié)構(gòu)，旨在通過(guò)加速多媒體（video/audio）編解碼，用戶(hù)界面，2D/3D圖形及游戲來(lái)提高人對(duì)多媒體的體驗(yàn)

DRAM、Internal RAM、NAND Flash、SROM Controller 各種存儲(chǔ)設(shè)備的控制器

SDIO、USB、I2C、UART、SPI等總線(xiàn)

RTC、Watchdog Timer

Audio Subsystem 聲音子系統(tǒng)

IIS（Integrate Interface of Sound）接口 ，集成語(yǔ)音接口

Power Management電源管理

Multimedia Block 多媒體模塊

這款新Exynos四核處理器，擁有32nm HKMG（高K金屬柵極技術(shù)）制程，支持雙通道LPDDR21066。三星公司已將這顆圖形處理器主頻由此前的266MHz提升至400MHz，新聞稿指出其會(huì)比現(xiàn)有的雙核機(jī)型整體性能提升60%，圖像處理能力提升50%。

三星智能手機(jī)Galaxy S III手機(jī)就采用了Exynos4412處理器。

學(xué)習(xí)ARM就必須深刻了解soc架構(gòu)，官方提供的datasheet是我們學(xué)習(xí)ARM、編寫(xiě)驅(qū)動(dòng)程序的基石，該手冊(cè)內(nèi)容比較多，我們并不需要每一章都掌握，用到哪個(gè)地方，我們就去學(xué)習(xí)即可。責(zé)任編輯：haq