ARM

ARM架构，又称先进精简指令集（Advanced RISC Machine）。ARM公司并不生产芯片，而是出售芯片技术授权。其合作公司针对不同需求搭配各类硬件部件，比如UART、SPI、I²C等，设计出不同的SoC芯片。
Cortex系列属于ARMv7架构

Cortex系列

Cortex-A9

传统的单片机（如8051）中，处理器只有完成一条指令的读取和执行后，才会开始下一条指令的处理，所以PC（程序计数器）总是指向正在执行的指令。而ARM体系架构中则引入了流水线的概念。
到ARM7为止的ARM处理器使用了简单的三级流水线。三级流水线使用三个工位，将指令的处理分为三个阶段，分别为取指、译码和执行。取指：从存储器中装载；译码：识别将要被执行的指令；执行：处理指令并将结果写回寄存器。

三级流水线结构的指令执行顺序

流水线机制
（1）在第1个周期，PC指向指令1，此时指令1进入三级流水线的取指阶段。
（2）在第2个周期，PC指向指令2，此时指令1进入三级流水线的译码阶段，同时取出指令2。
（3）在第3个周期，PC指向指令3，此时指令1进入三级流水线的执行阶段，指令2进入译码阶段，取出指令3。
（4）在第4个周期，指令1执行完成，指令2和指令3流水线推进一级，同时开始指令4的取指处理

Cortex-A9架构基于先进的推测型八级流水线

Cortex-A9 内核的工作模式
ARMv7内核共支持9种处理器模式。当前程序状态寄存器CPSR的控制位M[4:0]可指示处理器正在执行的模式

9种处理器的模式

大多数的用户程序运行在用户模式下，这时应用程序不能够访问一些受操作系统保护的系统资源，也不能直接进行处理器模式的切换。当需要进行处理器模式切换时，应用程序可以产生异常处理，处理器进入相应异常模式时都有一组寄存器，供相应的异常处理程序使用。这样就可以保证在进入异常模式时，用户模式下的寄存器不被破坏(其中保存了程序的运行状态)

ARM处理器各种模式下的寄存器

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