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处理器架构
常见的处理器架构有X86、ARM、MIPS等。
X86：X86指令集是美国Intel公司为其第一块16位CPU（i8086）专门开发的，美国IBM公司1981年推出的世界第一台PC机中的CPU-i8088（i8086简化版）使用的也是X86指令。采用CISC（Complex Instruction Set Computer，复杂指令集计算机）架构。顺序执行的优点是控制简单，但计算机各部分的利用率不高，执行速度慢。
ARM：ARM架构采用精简指令集计算机（RISC）架构，具有高性能、低功耗、低成本等优点，广泛应用于移动设备、嵌入式系统等领域。
MIPS：MIPS架构是一种高性能、低功耗的处理器架构，采用简单指令集计算机（RISC）架构，适合于各种嵌入式应用领域，如网络通信、多媒体处理等。
此外，还有一些其他的处理器架构，如PowerPC、SPARC等，但以上三种是最常见的处理器架构。
Arm 架构概述
Arm 架构是世界上最受欢迎的处理器架构之一, ARM架构，曾被称为进阶精简指令集机器（Advanced RISC Machine），更早被称为Acorn RISC Machine，是一个32位精简指令集（RISC）处理器架构。ARM架构广泛应用于许多嵌入式系统设计，低耗电节能，非常适用于移动通讯领域。其派生产品包括Marvell的XScale架构和德州仪器的OMAP系列。ARM家族在所有32位嵌入式处理器中占比达到75%，成为全球数量最多的32位架构。此外，ARM处理器还广泛应用于消费性电子产品、电脑外设和军用设施等领域。
A-Profile（应用）：具备较高性能，常用于设计运行复杂的大型操作系统，例如 Linux 或 Windows等
R-Profile（实时）：针对具有实时要求较高的系统，主要用于网络设备和嵌入式控制系统中。
M-Profile（微控制器）：小型、高能效器件，位于许多物联网设备的核心，常见的很多单片机就是基于ARM M。
下图是常见智能手机内部包含的处理器类型，A-Profile作为主CPU，主要负责运行复杂的操作系统，比如Android系统。R-Profile常用于解调调制中的通信模块或实时性较高的WIFI模块，M-Profile广泛用于电源管理，摄像，定位等模组中。
系统架构
ARM架构指的是处理器的功能规范，架构会指定处理器的行为方式，常常包含指令集，寄存器集。异常模型，内存模型等的规范。当然系统不仅包括一个处理器内核。Arm 还提供了规范来描述包含处理器的系统的要求。如下图所示。
Arm 架构是第一层，通过指令集架构 （ISA） 兼容性为软件提供通用的开发者模型。
第二层是基本系统体系结构 （BSA） 规范，该规范描述了系统软件可以依赖的硬件系统体系结构。BSA 涵盖了处理器和系统架构的各个方面，例如中断控制器、定时器和操作系统所需的其他常见设备。这为标准操作系统、虚拟机管理程序和固件提供了一个可靠的平台。第二层也包含，基本启动要求 （BBR） 规范涵盖了基于 Arm 架构的系统以及操作系统和虚拟机监控程序可以依赖的系统的要求。此规范建立了固件接口要求，如 PSCI、SMCCC、UEFI、ACPI 和 SMBIOS。
第三层，xBSA 针对不同的市场和用例。其他标准可以建立在 BSA 的基础上，以提供特定于市场的标准化。
您可以将体系结构视为硬件和软件之间的契约。体系结构描述了软件可以依赖硬件提供的功能。有些功能是可选的。
微架构
处理器的构建和设计称为微架构。微架构告诉您特定处理器的工作原理。
微架构通常会详细的价绍处理器的内部细节，如：
管道长度和布局
缓存的数量和大小
单个指令的周期盘点
实现了哪些可选功能等等
其他Arm 架构
Arm 架构是最著名的 Arm 规范，但不是唯一的规范。Arm 对构成现代片上系统 （SoC） 的许多组件具有相似的规格。下图提供了一些示例
通用中断控制器：通用中断控制器 （GIC） 规范是用于 Armv7-A/R 和 Armv8-A/R 的标准化中断控制器。
系统内存管理单元：系统内存管理单元（SMMU 或有时是 IOMMU）为非处理器主机提供转换服务。
通用计时器：通用计时器为系统中的所有处理器提供通用参考系统计数。这些计时器提供用于操作系统调度程序滴答等功能的功能。通用计时器是 Arm 体系结构的一部分，但系统计数器是系统组件。
服务器基础系统体系结构和可信基础系统体系结构：服务器基础系统体系结构 （SBSA） 和可信基础系统体系结构 （TBSA） 为 SoC 开发人员提供系统设计指南。
高级微控制器总线架构：高级微控制器总线架构 （AMBA） 系列总线协议控制基于 Arm 的系统中组件的连接方式以及这些连接上的协议。
Cortex-A7 MPCore 简介
Cortex-A7 MPCore 支持在一个处理器上选配 1~4 个内核。在进行多核配置时，需要使用ACE主接口和中断控制器来控制Snoop Control unit（监控控制单元）。具体细节请参考ARM官方参考手册。
如图所示：
Cortex-A 处理器运行模型
ARM 处理器包含多种运行模型：User、FIQ、IRQ、Supervisor(SVC)、Abort、Undef和 System，其中 User 是非特权模式，其余 6 中都是特权模式。
在新的 Cortex-A 架构加入了TrustZone 安全扩展，所以就新加了一种运行模式：Monitor，新的处理器架构还支持虚拟化扩展，因此又加入了另一个运行模式：Hyp，所以 Cortex-A7 处理器有 9 种处理模式。
几种模式的功能描述如下：
| 模式 | 功能 |
|---|---|
| User(USR) | 用户模式，非特权模式，大部分程序运行的时候就处于此模式 |
| FIQ | 快速中断模式，进入 FIQ 中断异常 |
| IRQ | 一般中断模式。 |
| Supervisor(SVC) | 超级管理员模式，特权模式，供操作系统使用。 |
| Monitor(MON) | 监视模式,这个模式用于安全扩展模式 |
| Abort(ABT) | 数据访问终止模式，用于虚拟存储以及存储保护。 |
| Hyp(HYP) | 用于虚拟化扩展 |
| Undef(UND) | 未定义指令终止模式。 |
| System(SYS) | 系统模式，用于运行特权级的操作系统任务 |
这几个运行模式可以通过软件或者通过中断或者异常来进行切换。大多数的程序都运行在用户模式，用户模式下是不能访问系统所有资源的，有些资源是受限的，要想访问这些受限的资源就必须进行模式切换。
Cortex-A 寄存器组
ARM 架构提供了 16 个 32 位的通用寄存器(R0~R15)供软件使用，前 15 个(R0~R14)可以用作通用的数据存储，R15 是程序计数器 PC，用来保存将要执行的指令。ARM 还提供了一个当前程序状态寄存器 CPSR 和一个备份程序状态寄存器 SPSR，SPSR 寄存器就是 CPSR 寄存器的备份。
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参考链接与书籍：
https://developer.arm.com/documentation
《正点原子IMX6U嵌入式linux驱动开发指南》
《ARM Cortex-A(armV7)编程手册》