ARM体系结构与嵌入式C语言编程技术

本书将ARM体系结构与嵌入式C语言结合起来，主要讲述了ARM体系结构的关键技术、关键设计（寄存器组织、异常处理、存储管理等）、ARM指令集及其汇编语言设计，此外，还讲述了嵌入式系统中C语言编程的思维和技巧，特别是C语言特性与存储的关系。在此基础上，介绍了ARM汇编语言与C语言混合编程方法。最后，在以三星S5P6818八核Corte-A53 1.4GHz处理器为核心的基础实验平台之上，介绍了实验平台的搭建，实验软硬件环境的配置，并分别用汇编语言和C语言实现了若干裸机基础实验案例。本书旨在针对嵌入式系统开发，从编译器和运行芯片内核的角度来理解C语言，从编程逻辑和语言的角度来理解ARM体系结构，即从计算机基本原理和体系结构的角度，提升软硬件协同设计能力。

罗海波，男，博士，副教授，闽江学院计算机与控制工程学院院长助理，数字福建智能化生产物联网实验室副主任。研究方向：智能硬件、物联网技术。主讲《数字电路与逻辑设计》、《ARM体系结构》等课程。主持国家自然科学基金1项；省市厅项目4项；企业委托开发课题6项。发表学术论文20余篇。以第一发明人申请发明专利3项（已授权1项）；获授权实新专利8项、软著6项。指导学生参加各类学科竞赛获奖11项；指导创新创业项目国家级2项、省级3项。2014年获福州市教育系统先进工作者。2017年作为团队负责人获福建省教育系统五一先锋号。 肖良辉，男，中级工程师。研究方向：嵌入式应用、物联网技术。长期从事嵌入式系统的研究与开发工作，并担当《数字电路》、《ARM体系结构》等课程的实验辅导教师。参与企业委托开发课题3项。指导学生参加各类学科竞赛获奖6项；指导创新创业项目国家级1项、省级1项。 徐堂基，男，嵌入式开发工程师，北京瀚恒星火科技有限公司联合创始人及技术总监。研究方向：嵌入式系统、物联网系统、人工智能应用。长期从事嵌入式系统开发工作，具有十多年嵌入式开发、培训和管理经验，在ARM、LINUX、Android系统及ROS开发等方面有较深研究。具有多年物联网系统开发及培训经验，熟练掌握各种主流物联网芯片应用，精通ZigBee、WiFi、RFID、蓝牙等通信技术。参与完成GPS跟踪器、广告机、平板电脑、智能家居网关、智能环境监测仪、嵌入式教学系统、物联网教学系统等多个项目研发工作。山东工商学院外聘兼职教师，成功指导完成多款嵌入式产品、物联网产品的研发。

第1章 嵌入式系统与ARM概述 1.1 嵌入式系统概述 1.1.1 嵌入式系统的概念 1.1.2 嵌入式系统的组成 1.1.3 嵌入式系统的特点 1.1.4 嵌入式处理器 1.1.5 嵌入式操作系统 1.2 ARM概述 1.2.1 ARM简介 1.2.2 ARM体系结构的发展 1.2.3 ARM体系结构的特征 1.2.4 ARM体系结构的变种 1.2.5 ARM处理器系列 1.2.6 ARM的应用范围与选型 思考题与习题 第2章 ARM体系结构 2.1 ARM体系结构的关键技术 2.1.1 哈佛体系结构 2.1.2 RISC技术 2.1.3 流水线技术 2.2 ARM处理器的工作状态 2.2.1 两种工作状态 2.2.2 工作状态的切换 2.3 ARM处理器的工作模式 2.4 ARM处理器的寄存器组织 2.4.1 通用寄存器 2.4.2 当前程序状态寄存器 2.5 ARM处理器的异常 2.5.1 ARM异常概述 2.5.2 ARM异常的处理过程 2.5.3 ARM异常的返回过程 2.5.4 ARM异常向量表 2.5.5 ARM异常优先级 2.6 ARM存储数据类型 2.6.1 ARM的基本数据类型 2.6.2 浮点数据类型 2.6.3 存储器大／小端 2.7 ARM存储系统 2.7.1 ARM存储系统概述 2.7.2 协处理器(CPl5) 2.7.3 存储管理单元(MMU) 2.7.4 高速缓冲存储器(Cache) 2.8 ARM的I／O映射 2.8.1 I／O位置取指 2.8.2 I／O空间数据访问 2.9 ARM总线技术 2.9.1 AHB 2.9.2 APB 2.9.3 ASB 2.10 DMA技术