微处理器
FM33LC0xxx系列MCU
FM33LC0xxx系列，一款诚意满满的微处理器，这款MCU基于ARM Cortex-M0内核，集成大容量的嵌入式闪存，带有丰富的模拟数字外设，并具备优良的低功耗性能。
近年来，随着市场上物联网概念的普及，客户端的众多产品面临升级，相应的对于MCU的性能要求也随之有了更高的标准。FM33LC0xxx无疑是一款优秀的产品，无论是在大容量FLASH的集成方面，还是丰富的模拟数字外设方面，都能很好的满足实际需求，可以广泛应用于：安防、消防、物联网、消费类、仪表等领域。
该系列的封装形式包括TSSOP20、QFN32、LQFP48、LQFP64的四种封装形式，并且该理器的最高主频可到64MHz，存储方面集成了64/128/256KB的FLASH与16/24KB的RAM，满足多种应用需求。另外，这次FM33LC0xxx的一大亮点是集成了USB，这就增加了该系列芯片在更多领域的可用性。
如图所示，FM33LC0xxx系列在功耗方面同样表现出色，并且配置了多种唤醒源，唤醒时间最快可控制在5us内；在集成度方面FM33LC0xxx基本涵盖了市场上主流MCU的所有基本功能：高配比的RAM、高速12位SAR ADC、比较器、USB、高级定时器、高精度RTC、DMA系统等，以及一些提升性能与安全的特殊化设计细节。其中，内部集成的高级定时器采用独立时钟，并且最高频率达120MHz，可用于电源控制、电机等高分辨率、高精度要求的应用场景。考虑到客户端的应用成本与实际场景需求，此次，在芯片设计上将FM33LC0xxx系列分为两个子系列FM33LC0xxU与FM33LC0xxN，除USB功能外其余方面保持同样的性能水准。
此外，为了实现客户端快速有效的产品开发进程，复旦微MCU团队在进行产品研发的同时也一直在同步进行生态的更新与完善。每一款系列产品都配备相应的开发板供工程师进行功能验证，除此之外高效的开发工具，基于LL层的驱动库和可视化配置工具魔方等，都从不同层面提升了客户的易用性。软件资源方面也都提供了常用功能模块的应用例程供大家参考，专门的论坛上也提供了丰富的软硬件开发资料供大家参考。
总的来说FM33LC0xxx系列是一款简单、高集成度、易用、大容量的产品，并且诚意满满，性价比高。该系列产品可以满足客户端不同等级的应用，当然复旦微MCU团队后续也将不断的推出新的产品，希望复微MCU爱好者持续关注。
来源：复微MCU爱好者天地
- 微处理器系列产品列入10年滚动续期工业级供货承诺名单
- STM32MP1多核架构是在实时和功耗受限的子系统中开发开源软件应用的理想选择
- OpenSTLinux发行版和经过市场检验的STM32Cube生态系统可缩短研发周期
横跨多重电子应用领域的全球领先的半导体供应商意法半导体 (STMicroelectronics，简称ST；纽约证券交易所代码：STM) 利用多年积累的Arm® Cortex®研发知识扩大STM32 MCU的功能，使这一市场领先的微控制器产品组合覆盖到处理性能和资源要求更高且需要大型开源软件的应用领域。新推出的STM32MP1多核微处理器系列具有计算和图形处理能力，兼备高能效实时控制和高功能集成度，有助于简化工业制造、消费电子、智能家居、医疗应用高性能解决方案的开发。
STM32MP1系列微处理器(MPU)产品依托意法半导体及其合作伙伴共同构建的强大、成熟的STM32 *系列生态系统，包括开发工具和技术支持。STM32系列主要用于解决客户对实时任务和功耗限制的重要要求，OpenSTLinux作为市场上主流的开源Linux发行版发布，将STM32系列从以实时任务和功耗限制为主的应用扩大到更广泛的市场。在MPU和软件的联合支持下，意法半导体提供一个整体方案，满足许多工业和专业应用的供货需求。当然，STM32MP1包含在意法半导体的10年滚动续期供货承诺名单内。
意法半导体微控制器产品部总经理Ricardo De Sa Earp表示：“STM32MP1将STM32的产品优势带到了既需要MPU计算和图形处理，又需要高能效实时控制和高功能集成度的应用领域。我们加大开源Linux软件和微控制器的开发支持力度，辅以消费类微控制器所不具备的长期供货保障，让开发者对使用STM32MP1开发嵌入式MPU项目充满信心。”
现在有了意法半导体全新的整合Arm®Cortex® -A和Cortex® -M两颗不同核心的STM32MP1微处理器系列 (MPU)，客户可以在这个新型STM32异构计算架构上开发一系列新的应用设计。这一灵活的异构计算架构在单一芯片上执行快速数据处理和实时任务，始终实现最高的能效。例如，通过停止Cortex-A7执行指令，只让能效更高的Cortex-M4运行，功耗通常可以降至25％。再从这种模式进入待机状态，功耗进一步降至1/2500(两千五百分之一)，同时仍然支持1到3秒内恢复Linux执行，具体恢复速度取决于实际应用。
STM32MP1嵌入了3D图形处理器(GPU)，以支持人机界面(HMI)显示器；外部存储器支持各种DDR SDRAM和闪存。此外，STM32MP1嵌入了大量外设，可以无缝分配给Cortex-A / Linux或Cortex-M / 实时操作。STM32MP1系列采用多种BGA封装，支持成本最低的PCB板结构，电路板空间占用极小。
意法半导体正在用实际行动兑现其加强软件开发的承诺。为了加快项目开发速度，意法半导体发布了一款主流开源Linux发行版OpenSTLinux Distribution。 OpenSTLinux现已通过了 Linux Foundation、Yoctoproject ®、Linaro等Linux社区的审批。该发行版包含在应用处理器内核上运行软件所需的全部基本组件。
增强型STM32Cube工具是Cortex-M微控制器STM32Cube软件包的特别升级版，具有加快Arm Cortex-A-内核MPU项目开发所需的全部功能和特性。意法半导体解决方案可简化MPU项目创建和片上资源配置。
STM32MP1产品现已量产。新产品将在3月铺货给经销商。了解更多详情，请联系当地意法半导体经销商或访问www.st.com/stm32mp1。
两款评估板 (STM32MP157A-EV1 和 STM32MP157C-EV1)和两款探索套件(STM32MP157A-DK1 和 STM32MP157C-DK2)将在 4月投放到经销商渠道。
更多技术信息：
STM32MP1系列微处理器集成两颗主频650MHz的Arm Cortex-A7应用处理器内核和一颗运行频率209MHz的高性能Arm Cortex-M4微控制器内核。为防止MPU系统出现性能瓶颈和带宽问题，STM32MP1支持经济实惠的DDR SDRAM存储器，包括DDR3、DDR3L、LPDDR2、533MHz的32/16位LPDDR3。此外，STM32MP1还支持各种闪存产品：eMMC、SD卡、SLC NAND、SPI NAND和Quad-SPI NOR闪存。
3D图形处理单元（GPU）可实现基于OpenGL® ES2.0接口的高级HMI开发以及Linux和各种应用程序框架（包括Android Qt）的本机支持。STM32MP1支持60fps、高达WXGA的 24位并行RGB显示器接口和运行频率1Gbps的有2个数据通道的MIPI® DSI接口。
这款3D图形处理器有助于工业控制面板等设备提升用户使用体验。Crank Software公司是Storyboard™用户界面开发工具套件的开发者，公司总裁Brian Edmond评论说：“STM32MP1平台增强了ST的解决方案的优势，并与Storyboard业界领先的软件系统可伸缩性保持一致。Vivante®强大的3D GPU让Storyboard用户可以创建当今嵌入式市场需要的丰富图形体验。”
此外，ST还与Witekio展开合作，将Android移植到STM32MP1上。Witekio董事长Yannick Chammings表示：“Witekio很自豪能与ST合作将Android移植到STM32MP1上。作为系统软件集成商，Witekio通过开发基于STM32MP1系列的完整软件系统，从Linux或Android定制，到Qt HMI开发和云连接，陪同ST客户开发物联网创新项目。”
为了让客户相信代码是完全可信的并安心使用，STM32MP1系列嵌入了硬件安全加密功能，包括TrustZone、加密算法、哈希、安全启动、防篡改引脚和实时时钟。
STM32MP1还借用了STM32 MCU的先进IP模块。STM32MP1具有37个通信接口，例如，3个 USB2.0（包括2个高速）、1个千兆以太网GMAC、2个CAN FD接口，以及多个标准I²C、UART和SPI接口；还配备了一系列模拟外设，包括2个16位 ADC、2个12位DAC和片上LDO稳压器。STM32MP1支持29个定时器和3个看门狗。根据封装不同，最多支持176个GPIO引脚。
意法半导体为该芯片组开发了一个配套芯片。STPMIC1是STM32MP1专用电源管理IC(PMIC)，集成了四个DC / DC降压转换器、六个LDO稳压器、一个DC / DC升压转换器，以及USB VBUS和通用功率开关，节省空间和BOM成本，为STM32MP1和电路板上的其它组件提供所需的电压轨。STPMIC1采用功耗优化技术，是电池供电应用中的STM32MP1系列的理想配套芯片。
OpenSTLinux 发行版支持在STM32MP1的Cortex-A7内核上的开发项目，并包含Linux BSP板级支持包、内核、驱动程序、引导链和安全操作系统（OP-TEE：可信执行环境）等重要组件。
为了优化项目每个阶段的开发工作，用户可以从三个开发者软件包中选择最能满足他们需求的支持功能：
- Starter Package (STM32MP1Starter) ：STM32MP1微处理器设备快速、轻松入门
- Developer Package (STM32MP1Dev) ：在STM32MP1嵌入式软件发行版之上添加自己的开发工具
- Distribution Package (STM32MP1Distrib) ：创建自己的Linux® 发行版、Starter和Developer软件包
为了帮助使用STM32MP1 MPU开发Linux安全产品的客户加快开发速度，意法半导体与开源软件提供商Timesys展开合作。Timesys首席执行官Atul Bansal表示：“我们很高兴与意法半导体合作，为STM32MP1系列MPU客户加快开发更安全的Linux产品提供所需的工具。 意法半导体在主流STM32MP1系列Yocto BSP板级支持包维护和meta-timeys集成上投入巨大，这可以让客户减少在管理漏洞上花费的时间。”
意法半导体加大软件支持力度的承诺，包括STM32CubeMP1固件包，使STM32MP1从竞品中脱颖而出。STM32CubeMX可简化Cortex-A7和Cortex-M4内核的软硬件配置，处理M4内核的C代码生成、DDR SDRAM接口配置和调试工具，还可以生成Linux Device树形图。
意法半导体为客户提供一系列社区板和第三方的模块上系统（SOM）板。
阅读 STM32MP1博客文章：https://blog.st.com/stm32m1-mpu-stm32mp157a-ev1-stm32mp157c-dk2/
2018年非常具有代表性的十大“芯”品盘点
demi 在 提交
瑞萨电子通过其独家DRP技术以低功耗实现了出色的实时图像处理
全球领先的半导体解决方案供应商瑞萨电子株式会社（TSE：6723）今日宣布，扩展其嵌入式人工智能（e-AI）解决方案，将AI整合到嵌入式系统，从而实现终端设备的智能化。全球10多个国家的约150家公司正在基于这项技术开展包括工具等在内的试验，到目前为止e-AI的实际使用案例已超过30个。瑞萨电子现已开发出全新的 RZ/A2M 微处理器（MPU），把 e-AI 解决方案的使用扩展到高端应用。新款MPU提供的图像处理性能是其前一代产品RZ/A1的10倍（注1），通过采用瑞萨电子独有的动态可配置处理器（“DRP”，注2），能够以低功耗实现实时的图像处理。这样就能够将应用整合到嵌入式设备中，例如智能家电、服务机器人和紧凑型工业机械领域，以便利用摄像头和其他 AI 功能在低功耗条件下进行图像识别，并加速实现终端设备的智能化。
目前，在操作技术（OT）领域中使用 AI存在着诸多挑战，例如难以将大量数据从传感器传输到云端进行处理，以及在等待AI判断结果从云端传输回来时存在延迟。瑞萨电子已经推出了多项 AI 单元解决方案，通过精确分析电机或机器的振荡波形，可以实时检测出以前不可预见的故障。为了进一步扩展人工智能在OT领域的应用，瑞萨电子开发了带DRP功能的RZ/A2M，这让基于图像的AI功能成为可能，而这些功能往往需要比波形测量和分析更大量的数据以及更强大的处理性能。由于可以在非常低的功耗下进行实时图像处理，电池供电的设备可执行如基于相机输入的实时图像识别、采用指纹或虹膜扫描的生物识别认证，以及手持式扫描仪进行的高速扫描等任务。这就解决了与基于云计算的方法相关的诸多难题，如难以实现实时性能、难以保护隐私性以及安全性。
瑞萨电子执行副总裁、工业解决方案业务部总经理横田善和表示：“ 采用e-AI将给便利性、安全性和生产效率方面带来巨大的进步。我们通过使用e-AI成功地提高了自己工厂的产能，从而验证了AI给终端设备带来的优化。我们将继续扩大e-AI应用的范围，将其从色彩、形状和波形等简单属性扩展到复杂图像的实时处理；我们将提供更广范围应用、人人都可以使用的e-AI解决方案，在推动终端设备智能化方面发挥领导作用。”
具有DRP功能的新型RZ/A2M的主要特点
带DRP功能的RZ/A2M是RZ/A系列MPU的新成员，配备了大容量片上RAM，无需外部DRAM。RZ/A系列MPU非常适合采用人机界面（HMI）功能的应用，而RZ/A2M进一步增强了这一特性，它提供了多项非常适合于摄像头应用的功能。它支持广泛用于移动设备的MIPI® 摄像头接口，并配备了DRP，可以通过该接口高速处理图像输入。瑞萨电子通过增加双通道以太网支持增强了网络功能，并通过片上硬件加密加速器增强了安全功能。通过这些功能，新型RZ/A2M可实现安全可靠的网络连接，适合于各种采用图像识别功能的系统，涵盖从家用电器到工业机械的广泛范围。了解更多该款新品规格，请点击此处。
瑞萨电子计划继续扩大其基于DRP技术的e-AI解决方案的范围。在2019年下半年，瑞萨电子将发布一款搭载DRP的AI加速器，其AI处理性能比软件处理快100倍，并且能够通过e-AI进行实时推理。2021年，瑞萨电子将发布下一代AI加速器，其能力是传统MPU的1000倍。借助于这种方式，瑞萨电子将通过AI提升嵌入式设备的价值，让终端设备不但可以进行推理，而且能够进行学习。
上市情况
带 DRP 功能的 RZ/A2M 样片现已上市。瑞萨电子提供开发板、参考软件以及 DRP 图像处理库，使客户能够立即开始评估 HMI 功能和图像处理性能。计划将于 2019 年第一季度开始量产；到 2021 年，所有版本的月产量预计将达到合计 400,000 套。
了解更多e-AI解决方案，敬请访问
e-AI网页：https://www.renesas.com/cn/zh/solutions/key-technology/e-ai.html
e-AI概念：https://www.renesas.com/cn/zh/support/videos/e-ai-overview-video.html
注：
1. 例如，当运行用于检测图像边缘的“Canny边缘检测”算法时，如果采用CPU进行软件处理，RZ/A2M将需要每帧142毫秒（ms）；但是，如果采用片上DRP进行硬件处理，则只需要每帧10毫秒。这表明图像处理性能提高了10倍以上。
2. DRP是一套硬件知识产权（IP）模块，能够从一个时钟周期到下一个时钟周期动态地改变其处理电路的配置。在广播设备和数码相机等应用中，DRP已在量产中应用了十多年。这套瑞萨电子独有的技术将硬件性能与软件灵活性相结合，多年来为各种产品带来了附加价值。展望未来，瑞萨电子计划将DRP的使用扩展到e-AI，以提供卓越的功耗性能和无与伦比的灵活性，时刻跟踪并保持与神经网络领域的持续进步。
1. 嵌入式微处理器的基本结构
（1）嵌入式硬件系统一般由嵌入式微处理器、存储器和输入/输出部分组成。
（2）嵌入式微处理器是嵌入式硬件系统的核心，通常由控制单元、算术逻辑单元和寄存器3大部分组成：
A、控制单元：主要负责取指、译码和取数等基本操作并发送主要的控制指令。
B、算术逻辑单元：主要处理数值型数据和进行逻辑运算工作。
C、寄存器：用于暂存临时性的数据。
2. 嵌入式微处理器的分类（根据用途）
（1）嵌入式微控制器（MCU）：又称为单片机，片上外设资源一般比较丰富，适合于控制。最大的特点是单片化，体积小，功耗和成本低，可靠性高。目前约占70%的市场份额。
（2）嵌入式微处理器（EMPU）：又称为单板机，由通用计算机中的 CPU 发展而来，它的特征是具有32位以上的处理器，具有较高的性能。通常嵌入式微处理器把 CPU、 ROM、RAM 及 I/O 等模块做到同一个芯片上。
（3）嵌入式 DSP 处理器（DSP）：专门用于信号处理方面的处理器，其在系统结构和指令算法方面进行了特殊设计，使其处理速度比最快的 CPU 还快10～50倍，在数字滤 波、FFT、频谱分析等方面获得了大量的应用。
（4）嵌入式片上系统（SOC）：追求产品系统最大包容的集成器件，其最大的特点是成功实现了软硬件的无缝结合，直接在微处理器片内嵌入操作系统的代码模块。
3. 典型的微处理器的结构和特点
（1）8位微处理器：以8051为重点，彻底搞清楚8位单片机的工作原理，外设控制、存储分布 、寻址方式以及典型应用。
（2）16位微处理器：典型的微处理器可以参考 MSP430，找一本这方面的书看看关于 MSP430的结构原理以及典型应用。
（3）32位微处理器：32位处理器采用32位的地址和数据总线，其地址空间达到了2 32 ＝4GB 。目前主流的32位嵌入式处理器系统主要有 ARM 系列、MIPS 系列、PoewrPC系列等。ARM 微处理器体系结构目前被公认为是嵌入式应用领域领先的32位嵌入式 RISC 处理器结构。按照目前的发展形式，ARM 几乎成了嵌入式应用的代名词。
4、单片机系统的基本概念
（1）单片机组成：中央处理器、存储器、I/O 设备。
（2） 存储器：物理实质是一组或多组具备数据输入/输出和数据存储功能的集成电路，用于充当设备缓存或保存固定的程序及数据。
A、ROM（只读存储器）：一般用于存放固定的程序或数据表格等，数据在掉电后仍然会保留下来。
B、RAM（随机存储器）：用于暂存程序和数据、中间计算结果，或用作堆栈用等，数据在掉电后就会丢失。
（3） I/O 端口：单片机与外界联系的通道，它可以对各类外部信号（开关量、模拟量、频率信号）进行检测、判断、处理，并可控制各类外部设备。现在的单片机 I/O 口已经 集成了更多的特性和功能，对 I/O端口的功能进行了拓展和复用，例如外部中断、ADC 检测以及 PWM 输出等等。
（4）输出电平：高电平电压（输出“1”时）和低电平电压（输出“0”时）
A、TTL 电平：正逻辑，5V 为逻辑正，0V 为逻辑负，例如单片机的输出。
B、RS232电平：负逻辑，－12V 为逻辑正，＋12V 为逻辑负，例如 PC 的输出。
注：因此在单片机和 PC 进行通讯的时候需要一个 MAX232芯片进行电平转换。
（5）堆栈：它是一种线性的数据结构，是一个只有一个进出口的一维空间。
A、堆栈特性：后进先出（LIFO）
B、堆栈指针：用于指示栈顶的位置（地址），当发生压栈或者出栈操作时，导致栈顶位置变化时，堆栈指针会随之变化。
C、堆栈操作：压栈操作（PUSH）和出栈操作（POP）。
D、堆栈类型：“向上生长”型堆栈，每次压栈时堆栈指针加1；“向下生长”型堆栈，每次压栈堆栈时指针减1。
E、堆栈应用：调用子程序、响应中断时，堆栈用于保护现场；还可以用作临时数据缓冲区来使用。
F、使用注意：堆栈溢出问题，压栈和出栈的匹配问题。
（6）定时计数器：实质都是计数器。用作定时器时是对单片机内部的时钟脉冲进行计数，而在用作计数器时是对单片机外部的输入脉冲进行计数，其作用如下：
A、计时、定时或延时控制；
B、脉冲技术；
C、测量脉冲宽度或频率（捕获功能）
（7）中断：优先级更高的事件发生，打断优先级低的时间进程。引起中断的事件称为中断源。一个单片机可能支持多个中断源，这些中断源可以分为可屏蔽中断和非可屏蔽中 断，而这些中断源并不都是系统工作所需的，我们可以根据系统需求屏蔽那些不需要的中断源。
A、中断嵌套：当一个低级中断尚未执行完毕，又发生了一个高级优先级的中断，系统转而执行高级中断服务程序，待处理完高级中断后再回过头来执行低级中断服务程序。
B、中断响应时间是指从发出中断请求到进入中断处理所用的时间；中断处理时间是指中断处理开始到中断处理结束的时间。
C、中断响应过程：
a、保护现场：将当前地址、累加器 ACC、状态寄存器保存到堆栈中。
b、切换 PC 指针：根据不同的中断源所产生的中断，切换到相应的入口地址。
c、执行中断服务处理程序。
d、恢复现场：将保存在堆栈中的主程序地址、累加器 ACC、状态寄存器恢复。
e、中断返回：从中断处返回到主程序，继续执行。
D、中断入口地址：单片机为每个中断源分配了不同的中断入口地址，也称为中断向量。
（8）复位：通过外部电路给单片机的复位引进一个复位信号，让系统重新开始运行。
A、复位发生时的动作：
a、PC 指针从起始位置开始执行（大多数单片机都时从0x0000处开始执行）。
b、I/O 端口设置成缺省状态（高阻态、或者输出低电平）。
c、部分专用控制寄存器 SFR 恢复到缺省状态。
d、普通 RAM 不变（如果时上电复位，则是随即数）。
B、两种不同的复位启动方式：
a、冷启动：也叫上电复位，指在断电状态下给系统加电，让系统开始正常运行。
b、热启动：在不断电的状态下，给单片机复位引进一个复位信号，让系统重新开始。
C、两种类型的复位电路：高电平复位和低电平复位。
D 注意事项：
a、 注意复位信号的电平状态及持续时间必须满足系统要求。
b、 注意避免复位信号抖动。
（9）时钟电路：单片机是一种时序电路，必须提供脉冲电路才能正常工作。时钟电路相当于单片机的心脏，它的每一次跳动（振动节拍）都控制着单片机的工作节奏。振荡得慢时，系统工作速度就慢，振荡得快时，系统工作速度就快（功耗也增大）。
A、振荡周期：振荡源的振荡节拍。
B、机器周期：单片机完成一个基本操作需要的振荡周期（节拍）。
C、指令周期：执行一条指令需要几个机器周期。不同的指令需要的机器周期数不同。
5、 ARM 体系结构的基本概念
（1） ARM ：Advanced RISC Machine。
（2） ARM 体系结构中支持两种指令集：ARM 指令集和 Thumb 指令集。
（3） ARM 内核有 T 、 D 、 M 、 I 四个功能模块：
A、T 模块：表示16位 Thumb，可以在兼顾性能的同时减少代码尺寸。
B、D 模块：表示 Debug，内核中放置了用于调试的结构，通常为一个边界扫描链 JTAG。
C、M 模块：表示8位乘法器。
D、I 模块：表示 EmbeddedICE Logic，用于实时断点观测及变量观测的逻辑电路部分。
（4） ARM 处理器有7 种运行模式：
A、用户模式（User）：正常程序执行模式，用于应用程序。
D、快速中断模式（FIQ）：快速中断处理，用于高速数据传输和通道处理。
C、外部中断模式（IRQ）：用于通用的中断处理。
D、管理模式（SVE）：供操作系统使用的一种保护模式。
E、数据访问中止模式（Abort）：用于虚拟存储及存储保护。
F、未定义指令中止模式（Undefined）：当未定义指令执行时进入该模式。
G、系统模式（System）：用于运行特权级的操作系统任务。
除了用户模式之外的其他6种处理器模式称为 特权模式，在这些模式下，程序可以访问所有的系统资源 ，也可以任意地进行处理器模式切换，其中，除了系统模式外，其他的5种特权模式又称为 异常模式。处理器模式可以通过 软件控制进行切换，也可以通过 外部中断或异常处理过程进行切换。大多数的用户程序运行在用户模式下，这时，应用程序不能访问一些受操作系统保护的系统资源，应用程序也不能直接进行处理器模式切换。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，在异常处理中进行处理器模式的切换。这种体系结构可以使操作系统控制整个系统的资源。当应用程序发生异常中断时，处理器进入相应的异常模式。在每一种异常模式种都有一组寄存器，供相应的异常处理程序使用，这样就可以保证进入异常模式时，用户模式下的寄存器不被破坏。系统模式并不是通过异常过程进入的，它和用户模式具有完全一样的寄存器，但是系统模式属于特权模式，可以访问所有的系统资源，也可以直接进行处理器模式切换，它主要供操作系统任务使用。
（5） ARM 处理器共有 37 个寄存器： 31 个通用寄存器和6个状态寄存器
A、通用寄存器包括 R0~R15，可以分为3类：
a、未备份寄存器 R0~R7：在所有的处理器模式下，未备份寄存器都是指向同一个物理寄存器。
b、备份寄存器 R8~R14：
对于 R8~R12来说，每个寄存器对于2个不同的物理寄存器，它们每次所访问的物理寄存器都与当前的处理器运行模式有关。对于 R13、R14来说，每个寄存器对于6个不同的物理寄存器，其中一个是用户模式和系统模式共用。R13在 ARM 指令种常用作堆栈指针。由于处理器的每种运行模式都有自己独立的物理寄存器R13，所有在用户应用程序的初始化部分，一般要初始化每种模式下的 R13，使其指向该运行模式的栈空间。R14又称为连接寄存器（LR），在 ARM 体系种具有下面两种特殊作用：在通过 BL 或 BLX 指令调用子程序时，存放当前子程序的返回地址；在 异常中断发生时，存放异常模式将要返回的地址。
c、程序计数器 R15（PC）。
由于 ARM 采用了流水线机制，在三级流水线中，当正确读取了 PC 的值时，该值为当前指令地址值加8个字节。也就是说，PC 指向当前指令的下两条指令的地 址。在 ARM 指令状态下，PC 的0和1位是0 ，在 Thumb 指令状态下，PC 的0位是0。
B、程序状态寄存器
a、ARM 体系结构包含1个当前程序状态寄存器（CPSR）和5个备份的程序状态寄存器（SPSR），使用MSR 和 MRS 指令来设置和读取这些寄存器。
b、当前程序状态寄存器 CPSR：保存当前处理器状态的信息，可以在任何处理器模式下被访问。
c、备份程序状态寄存器 SPSR：每一种异常处理器模式下都有一个专用的物理状态寄存器。当特定的异常中断发生时，这个寄存器用于存放当前程序状态寄存器的内容，在异常中断程序退出时，可以用 SPSR 中保存的值来恢复 CPSR。
d、由于用户模式和系统模式不属于异常模式，它们没有 SPSR，当在这两种模式下访问 SPSR 时，结果是未知的。
（6） ARM 指令的寻址方式
所谓寻址方式就是处理器根据指令中给出的地址信息来寻找物理地址的方式。
A、 立即寻址：操作数本身就在指令中给出，只要取出指令也就取到了操作数。
ADD R0, R0, #1 ;R0=R0+1
B、 寄存器寻址：利用寄存器中的数值作为操作数。
ADD R0, R1, R2 ;R0=R1+R2
C、 寄存器间接寻址：以寄存器中的值作为操作数地址，而操作数本身存放在存储器中。
ADD R0, R1, [R2] ;R0=R1+[R2]
LDR R0, [R1] ;R0=[R1]
STR R0, [R1] ;[R1]=R0
D、 基址变址寻址：将寄存器（该寄存器一般称作基址寄存器）的内容与指令中给出的地址偏移量相加，从而得到一个操作数的有效地址。
LDR R0, [R1, #4] ;R0=[R1+4]
LDR R0, [R1, #4]! ;R0=[R1+4] R1=R1+4
LDR R0, [R1], #4 ;R0=[R1] R1=R1+4
LDR R0, [R1, R2]! ;R0=[R1+R2]
E、 多寄存器寻址：一条指令可以完成多个寄存器值的传送。
LDMIA R0, {R1, R2, R3} ;R1=[R0] R2=[R0+4] R3=[R0+8]
F、 相对寻址：以程序计数器 PC 的当前值作为基地址，指令中的地址标号作为偏移量，两者相加之后得到操作数的有效地址。
BL NEXT ;跳转到子程序 NEXT 处执行
……
NEXT
……
MOV PC, LR ;从子程序返回
G、 堆栈寻址：支持4种类型的堆栈工作方式：
a、 满递增堆栈：堆栈指针指向最后压入的数据，且由低地址向高地址生长。
b、 满递减堆栈：堆栈指针指向最后压入的数据，且由高地址向低地址生长。
c、 空递增堆栈：堆栈指针指向下一个将要放入数据的空位置，且由低地址向高地址生长。
d、 空递减堆栈：堆栈指针指向下一个将要放入数据的空位置，且由高地址向低地址生长。
（7） ARM 的存储方法
A、大端模式：数据的高字节存储在低地址中，低字节存储在高地址中。
B、小端模式：数据的低字节存储在低地址中，高字节存储在高地址中。
（8） ARM 中断与异常
A、ARM 内核支持7种中断，不同的中断处于不同的处理模式，具有不同的优先级，而且每个中断都有固定的中断地址入口。当一个中断发生是，相应的 R14（LR）存储中 断返回地址，SPSR 存储当前程序状态寄存器 CPSR 的值。
B、由于 ARM 内核支持流水线工作，LR 寄存器存储的地址可能是发生中断后面指令的地址，所以不同的中断处理完成后，必须将 LR 寄存器值经过处理后再写P15（PC） 寄存器。
C、ARM 异常的具体含义：
a、复位：当处理器的复位电平有效时，产生复位异常，程序跳转到异常复位异常处理程序处执行。
b、未定义的指令：当 ARM 处理器或协处理器遇到不能处理的指令时，产生未定义指令异常。可以使用该异常机制进行软件仿真。
c、软件中断：该异常由执行 SWI 指令产生，可用于用户模式下的程序调用特权操作指令。可使用该异常机制实现操作系统调用功能。
d、指令预取中止：如果处理器预取指令的地址不存在或该地址不允许当前指令访问，存储器向处理器发出中止信号，但当预取的指令被执行时，才会产生指令预取中止异常。
e、数据访问中止：如果处理器数据访问指令的目标地址不存在，或者该地址不允许当前指令访问 ，处理器产生数据访问中止异常。
f、外部中断请求：当 ARM 外部中断请求管脚有效，而且 CPSR 中的 I 位为0时，产生 IRQ 异常 。系统的外设可以通过该异常请求中断服务。
g、快速中断请求：当 ARM 快速中断请求管脚有效，而且 CPSR 的 F 位为0时，产生 FIQ 异常。
D、ARM 处理器对异常中断的响应过程
a、将下一条指令的地址存入相应的连接寄存器 LR 中。
b、将 CPSR 复制到相应的 SPSR 中。
c、根据异常的类型，强制设置 CPSR 的运行模式位。
d、强制 PC 从相关的异常向量地址取下一条指令执行，从而跳转到相应的异常处理程序处。
E、ARM 处理器从异常中断处理程序中返回
a、恢复中断的程序的处理器状态，将 SPSR 复制到 CPSR 中。
b、若在进入异常处理时设置了中断禁止位，要在此清除。
c、将连接寄存器 LR 的值减去相应的偏移量后送到 PC。
F、复位异常中断处理程序不需要返回。在复位异常中断程序开始整个用户程序的执行。
转自： 沉舟侧畔
车辆远程诊断仪的主要功能是导航。导航功能的重点是行车路线设计、自动车辆定位、综合信息服务、路径引导服务等。导航功能是GIS技术、通讯技术、嵌入式技术和GPS定位等技术相结合的综合应用系统。系统通过对GPS定位全天候、高精度、实时性强的特点，可实现对车辆准确实时的跟踪，通过应用GLS技术，则可在电子地图上显示车辆的定位信息，明确用户所在的准确位置。文中在介绍了典型的导航系统软硬件构成的基础上，重点探讨了车载导航电子地图设计和实现，对于车载导航的进一步优化具有现实意义。
1 车载导航电子地图的体系结构
1.1 系统硬件设计方案
嵌入式系统作为电子地图的载体时，硬件系统需采用32位的微处理器，工作频率在400 HMz以上，以便能够处理大量的数据和流畅的运行操作系统。硬件系统需能够支持多媒体功能，支持LCD触摸屏输入、具有大容量SD卡的加载功能，所选取的操作系统应具有信息数据库和地图数据库的管理功能。
SH7764作为诊断仪的核心处理器，其最高工作频率为324MHz，可实现583MI／S的处理性能。FPU支持单、双精度运算，可实现 2．3GFLOPS的最高性能。并具有丰富的硬件资源，包括硬件音频解码功能、正玄／余玄操作以及向量元算操作功能。外设执行存储功能包括NAND闪存控制器和存储卡控制器、以太网控制器（10／100BASE—T）、USB接口（全速／高速）、I2C总线接口、带有FIFO的串行通讯接口，显示支持功能是由2D图形引擎、LCD控制器和数字RGB输出功能提供的。
SH7764高速的数据处理性能和丰富的外设功能，使得SH7764处理器可以低廉的成本构成一个高性能的车载诊断处理系统。使用SH7764构成车载远程诊断仪时，电路框图如图1所示。
1.2 操作系统
WinCE操作系统是一个功能强、可裁剪、易移植的系统，且具备了系统所必须的用户信息数据库和数字地图数据库的存储及管理功能。
在WinCE操作系统中，虚拟专用网络（Virtual Private Network，VPN）的操作性和适用性较强，其主要是利用公用网络作为用户信息传输的媒体，通过附加的隧道封装、信息加密、用户认证和访问控制等技术实现对信息传输过程的安全保护，从而向用户提供类似专用网络的安全性能。相对而言安全性大幅提升，因此这种基于网络信息安全系统一般会采用复杂的密码身份验证机制，得以保证系统账户的安全。系统采用严格的权限管理，用以确保系统运行的安全性。
（1）网络操作系统层：通过网络和操作系统的管理机制并借助相应的管理软件和防火墙技术，防止病毒和黑客入侵企业的信息管理网络，对重要的数据和传输的数据进行加密处理，防止非法人员登录数据库和应用系统，保障在网络环境下的各项业务顺利进行。
（2）数据库系统层：通过数据库操作系统ORACLE等管理机制和相应的管理软件，实现对登录数据库用户的检验，数据各种操作权限的控制，数据及时备份和历史数据的管理。
（3）系统应用层：主要是系统平台提供的管理功能测试，有功能权限设置、数据权限设置、时间权限设置、应用控制机制和操作日志管理。
1.3 GIS软件设计
GIS软件的设计基础在于数据结构以及数据库结构的定义两方面，其直接决定了系统的稳定性、合理性、功能完整性、可扩充性等方面。GIS软件所具备的查询检索功能、图像功能、分析功能均依次为基础来进行开发的。
1.3.1 电子地图的文件格式与数据组织
在电子地图地理信息系统中，实行属性数据与空间数据的分开储存。其中，空间数据以电子地图的自身格式在文件中进行保存，而属性则以数据链形式在一份表中实现储存。且两者利用一定索引机制便可有效地关联。电子地图以土层为依据进行地理管理。每个图层均由属性数据表结构文件、属性数据文件、交叉索引文件、空间数据文件多个基本文件构成。空间数据包括空间对象的颜色信息、坐标信息、几何类型等，当用户对索引字段加以规定后，索引文件便会在地理信息系统中自动生成。
电子地图通过“Table”的形式来建立属性数据与空间实体间的对应关系，并以此为基础建立起电子地图的查询检索系统。通过定义空间数据结构，对空间实体类型进行确定。数据库关系模型选用一组逻辑严密、结构简单的二维平面表为操作对象，Table中严禁重复存储，从而保障空间内唯一的实体记录。在描述空间实体类型的多种属性时，将其进行多个Table的分解，从而使其形成多重的链表关系，多个Table属性信息同空间实体发生联系，进而构成属性数据同空间实体间多重对应的关系。
1.3.2 电子地图的数据索引机制
电子地图数据索引机制的索引设计过程如下：当从属性信息中进行空间信息的查询时，电子地图首先应在属性文件中找到数据库中的相应数据。此时就可在索引文件中选取相应指针，其所指的地图对象即为同数据库记录空间相对应的对象。从而能够在空间信息中进行属性信息的查询。（如对于某一空间对象已在地图上查出，电子地图便可在空间文件中读出同空间信息相对应的记录号，以此为依据，便可实现该地图对象底性信息在属性数据文件中的查询。）而 MapInfo地理信息数据格式的应用，则可较好地落实上述索引思路，且能够按照土层间的叠加关系进行存放与显示。
1.3.3 电子地图的图层与图元
在MapX中，对于MapInfo表的地图标示均是以图层的形式进行显示的，这些图层中除有地物元素位置外，默认为透明。叠加图层后，便可看到地图的各种方面。图元则包括区域对象、点对象、线对象。在MapX中，通过对Feature对象的利用便可实现对上述地图对象的房问题，可完成创建、自定义、编辑、显示等操作。
1.3.4 应用Geoset，实现地图管理
对于满意的地图，便可进行保存，在驱动器中将其写入Geoset文件当中。将Geoset文件打开，全部地图的设置和土层均为保存时状态。此时，可应用MapX自带工具Geoset Manager可对．gst文件进行管理，来对管理缩放级别、图层、表和其他属性进行修改。
2 电子地图模块的二次开发
基于Active技术的MapX控件为开发人员的二次开发提供了方便。在VC++等可视化开发环境中，将MapX控件嵌入到窗体中即可进行编程、设置属性等操作，完成空间数据查询，地理空间数据的可视化，编码等地图信息系统功能。
2.1 安装MapX mobile
在MapX安装完毕后，添加MapX空间便可对地图进行显示。具体设计步骤为：建立标准exe于编程环境当中，从“工程”菜单中选取“部件”，随即将“部分对话框打开”，于部件列表内，将“MapX mobile V5．02”找到，完成复选后，点击“确定”。随后工具栏中便会将Map空间图标显示出来，此时，单击“控件”，便完成了工程中Map空间的引入。
2.2 地图的基本操作
车载嵌入式车载导航中，主要通过DataSet对象和Layer对象操作来完成MapX地图操作。对同此类型对象的应用，仍可将地图土层添加到应用程序当中。而属性数据操作的完成，则可通过建立数据绑定、数据源设置的方式实现。而电子地图的加载主要通过以下两种设计形式实现。一是在 MapX中加载一个Geoset对象，加载完成后，MapX将各个图层自动打开，在地图窗口中进行叠加，并对图层属性信息进行设置。二是在MapX中加载一个图层，该种方法是对一个MapInfo文件的直接加载，待图层打开后，其将在地图窗口内完成自动的叠加。
2.3 地图的刷新
MapX首先绘制动态图层以外的全部图层，并在某一地方进行存储，当其他图层未变而动态图层发生变化时，便可通过已存储的动态图层和数据来实施覆盖处理，进而现实处理结果。地图的刷新过程设计为依次全部刷新的形式，从最小外界矩形窗口区域开始，来完成整合刷新过程。该方法的优点是相比于整个地图窗口的刷新形式要更加快速。同时，因受地图刷新速度的影响，MapX难以同时完成多目标的刷新，这时iju可进行统一刷新闹钟的设置，从而使每个一定时间间隔，目标地图便会自动刷新一次。
2.4 地图调用
首先，在工程中加入MaoX．cpp和MapX．h文件。在菜单“Project”中选择“Files”命令，随后将对话框打开选取 MaoX．cpp和MapX．h文件加入到MapX系统当中。将MapX对象头文件加入到视图（包含MapX）中。针对MapX进行一个资源ID的创建，通过“新建一名称输入”的操作来完成。进行消息映射函数SIZE和CREATE的创建，在“视图／类导向”中选择视图类，并将两个信息在消息框中完成分别选择，之后通过函数的条件，来对代码进行编辑，导入地图。通过类向导，来进行SETFOCUS映射函数的创建，使得窗口在获得焦点的同时，地图空间也可获取焦点。
2.5 图层的控制
GIS软件中，通常需对图层属性进行设置，而通过对显示图层控制方法的应用便可实现此项功能，借助于MapX中可选择、可显示、自动标注、可编辑的四种属性设置来实现地理信息维护与查询功能的发挥。
2.6 鹰眼图的实现
鹰眼图是基于嵌入式车载导航电子地图的一项基本功能，其实现思路为：进行一个无模式对话框的创建，确立HAWK为ID。建立MapX空间来对鹰眼图进行控制，并创建一新图层于鹰眼图中，以此添加矩形框，对主视图中地图作出表示，且该矩形框的位置和大小不随主视图边界变化而发生变化。添加一个按钮于对话框，依据按钮下的相应函数来操作鹰眼图MapX空间，从而使其对Map空间的操作得以实现，且当按下对话框按钮后，便可对CLICK信息进行发送。依靠此设计程度的鹰眼图可在EVC模拟器上运行，并具备了车载导航电子地图的基本功能。
3 结束语
嵌入式车载导航在车载导航领域中有广泛的应用，随着社会信息化的发展，嵌入式车载导航电子地图的功能必将进一步完善。因此，嵌入式车载导航的应用前景将十分广阔。
来源： 中电网
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