ARM 体系结构是嵌入式开发中的核心组成部分，尤其在微控制器和移动设备领域广泛应用。ARM，全称为Advanced RISC Machines，是由ARM公司设计的一种高效能、低功耗的精简指令集计算机（RISC）架构。ARM公司成立于1990年，它并不制造芯片，而是提供芯片设计方案，授权给合作伙伴进行生产。
ARM处理器的特点主要包括：
1. **低功耗**：由于其简洁的结构，ARM内核能够以较低的能耗运行，这使得它非常适合便携式和电池供电的设备。
2. **16位/32位双指令集**：ARM支持两种指令集，ARM指令集（32位）和Thumb指令集（16位），这提供了更好的代码密度和性能平衡。
3. **RISC特性**：拥有大型统一的寄存器文件，使用装载/保存结构，操作仅针对寄存器，不直接操作内存，简单的寻址模式，以及统一固定长度的指令，便于指令流水线设计。
4. **多处理器状态模式**：允许不同类型的处理器操作模式，增强了系统灵活性。
5. **嵌入式在线仿真调试**：为开发者提供便利的调试工具。
6. **协处理器接口**：支持扩展功能，如浮点运算和特定应用的协处理器。
7. **AMBA总线架构**：ARM核内置AMBA（Advanced Microcontroller Bus Architecture）总线，如AHB（Advanced High-performance Bus）、ASB（Advanced System Bus）和APB（Advanced Peripheral Bus），用于连接和通信各个组件。
8. **低电压低功耗设计**：确保在各种电压水平下都能保持低功耗。
ARM有多个产品系列，例如：
- **ARM7**：基础系列，适合低端应用。
- **ARM9**：更高级的系列，提供更高的性能和更多的功能。
- **ARM9E**：增强型ARM9，增加了硬件浮点支持。
- **ARM10**、**ARM11**和**SecurCore**：分别面向更高速度需求和安全应用的处理器。
在处理器结构上，ARM包含：
1. **32位算术逻辑单元（ALU）**：处理基本的算术和逻辑运算。
2. **31个32位通用寄存器**：用于临时存储数据。
3. **6位状态寄存器**：存储处理器状态信息。
4. **32×8位乘法器**：用于快速乘法操作。
5. **32×32位桶形移位寄存器**：提供高效的移位操作。
6. **指令译码及控制逻辑**：解析指令并生成控制信号。
7. **指令流水线**：提高执行效率，使指令可以并行处理。
8. **数据/地址寄存器**：存储数据和内存地址。
ALU的时钟周期由双相时钟组成，包括寄存器读、移位器延迟、ALU延迟、寄存器写入时间等。桶形移位寄存器减少了移位操作的延迟，而高速乘法器通过两位乘法方法提高了运算速度。浮点部件（如FPA10）作为协处理器选件，用于处理浮点运算。控制器采用硬接线的可编程逻辑阵列（PLA）来控制整个系统的操作。ARM内含37个寄存器，包括31个通用寄存器和6个状态寄存器。
了解这些基本概念对于进行ARM体系结构的嵌入式开发至关重要，它涵盖了处理器的核心组件、工作原理以及一系列的优化特性，为开发者提供了设计高效、节能的应用程序的基础。
