ARM架構(gòu)與編程培訓課程
課程名稱：ARM架構(gòu)與嵌入式編程深入
培訓對象
嵌入式軟件工程師、底層系統(tǒng)開發(fā)人員、需要深入理解ARM處理器架構(gòu)與指令集的研發(fā)人員。
培訓目標
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深入理解ARM處理器的體系結(jié)構(gòu)（Cortex-A/R/M系列）與編程模型。
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掌握ARM匯編語言基礎(chǔ)與C語言混合編程技術(shù)。
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能夠獨立完成基于ARM處理器的啟動代碼編寫與底層驅(qū)動開發(fā)。
培訓內(nèi)容介紹
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ARM處理器概述：ARM公司的發(fā)展歷程與商業(yè)模式；ARM處理器家族（Cortex-A、Cortex-R、Cortex-M、Cortex-X）的定位與應用場景；ARMv7、ARMv8、ARMv9架構(gòu)的主要特性；ARM處理器的技術(shù)特點（低功耗、高代碼密度）。
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ARM編程模型：ARM處理器的寄存器組織（通用寄存器R0-R12、堆棧指針SP、鏈接寄存器LR、程序計數(shù)器PC、程序狀態(tài)寄存器CPSR）；處理器工作模式（用戶模式、系統(tǒng)模式、IRQ模式、FIQ模式、SVC模式、中止模式、未定義模式）；異常與中斷處理流程。
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ARM指令集基礎(chǔ)：ARM指令集與Thumb指令集的特點對比；ARM指令的尋址方式（立即尋址、寄存器尋址、寄存器偏移尋址、相對尋址）；常用ARM指令（數(shù)據(jù)傳送MOV、算術(shù)運算ADD/SUB、邏輯運算AND/ORR/EOR、比較CMP、跳轉(zhuǎn)B/BL/BX）。
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Thumb/Thumb-2指令集：Thumb指令集的特點（16位指令、高代碼密度）；Thumb-2指令集的混合指令長度；Thumb狀態(tài)與ARM狀態(tài)的切換；Thumb-2在Cortex-M處理器中的應用。
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匯編與C混合編程：內(nèi)聯(lián)匯編（Inline Assembly）的使用；嵌入式匯編（__asm）的使用；匯編函數(shù)與C函數(shù)的相互調(diào)用（ATPCS調(diào)用規(guī)范）；參數(shù)的傳遞規(guī)則與返回值處理。
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啟動代碼分析：啟動代碼的作用（初始化堆棧、復制數(shù)據(jù)段、清空BSS段、跳轉(zhuǎn)到main）；基于ARM的典型啟動流程；中斷向量表的定義；系統(tǒng)初始化與時鐘配置。
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異常與中斷處理：ARM的異常類型（復位、未定義指令、SWI、預取中止、數(shù)據(jù)中止、IRQ、FIQ）；異常優(yōu)先級與向量表；異常返回機制；IRQ與FIQ的區(qū)別與應用場景；中斷嵌套的實現(xiàn)。
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存儲系統(tǒng)與MMU：ARM的存儲體系（Cache、TCM、MMU）；MMU（內(nèi)存管理單元）的作用（地址轉(zhuǎn)換、權(quán)限控制、虛擬內(nèi)存）；頁表的結(jié)構(gòu)（一級頁表、二級頁表）；TLB（轉(zhuǎn)換后備緩沖器）的作用。
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Cache與寫緩沖：Cache的工作原理（地址映射、替換算法、寫入策略）；Cache的一致性（Coherency）問題；Cache的維護操作（Invalidate、Clean、Flush）；寫緩沖（Write Buffer）的作用。
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調(diào)試與跟蹤技術(shù)：ARM的調(diào)試接口（JTAG、SWD）；調(diào)試事件（斷點、觀察點）；ETM（嵌入式跟蹤宏單元）的工作原理；CoreSight調(diào)試架構(gòu)簡介。
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ARMv8-A架構(gòu)簡介：ARMv8-A的64位支持；AArch64與AArch32的執(zhí)行狀態(tài)；AArch64的寄存器組（X0-X30、SP、PC）；異常級別（EL0-EL3）的概念；虛擬化支持。
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綜合實戰(zhàn)項目：基于ARM Cortex-M處理器的啟動代碼編寫與底層驅(qū)動實現(xiàn)，包含向量表配置、系統(tǒng)初始化、中斷處理、匯編與C混合編程、外設(shè)驅(qū)動開發(fā)與調(diào)試。
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