嵌入式系统工程师、操作系统开发者、驱动工程师及芯片设计验证人员。
理解 ARM(RISC)与 x86(CISC)两大主流架构的设计哲学差异。
掌握 ARMv8-A 架构的异常级别与内存管理单元。
掌握 x86-64 架构的保护模式、分段分页及系统管理模式。
ARM 与 x86 架构概述:CISC 与 RISC 的哲学差异;x86 的向后兼容性与复杂指令译码;ARM 的低功耗设计与简洁指令集;两大架构的市场格局。
ARM 处理器运行模式:ARM 的处理器模式(用户模式、系统模式、IRQ 模式、FIQ 模式、SVC 模式、中止模式、未定义模式);模式的切换机制。
ARM 寄存器组织:ARM 寄存器组(通用寄存器 R0-R12、堆栈指针 SP、链接寄存器 LR、程序计数器 PC、程序状态寄存器 CPSR);不同模式下的影子寄存器。
ARM 异常处理:ARM 异常向量表;异常优先级与响应流程;中断处理的硬件自动完成与软件处理。
ARM 内存管理:ARMv7-A 的 MMU 与页表(短描述符、长描述符);ARMv8-A 的异常级别(EL0-EL3);虚拟地址到物理地址的转换过程。
ARM 指令集:ARM 指令集与 Thumb/Thumb-2 指令集的特点;常用 ARM 指令(数据处理指令、加载存储指令、分支指令);指令条件执行。
x86 处理器结构:x86 的整数单元、浮点单元(FPU)与 SIMD 单元(MMX、SSE、AVX);x86 的微程序控制与指令译码器;乱序执行引擎。
x86 工作模式:实模式(Real Mode);保护模式(Protected Mode);虚拟 8086 模式;系统管理模式(SMM);64 位长模式(Long Mode)。
x86 内存分段与分页:x86 的分段机制(段选择子、段描述符、全局描述符表 GDT、局部描述符表 LDT);分页机制(4KB 页、2MB 大页、4MB 大页)。
x86 中断与异常:中断描述符表(IDT);中断门、陷阱门与任务门;硬件中断与软件中断(INT n)。
x86 高级特性:x86 的虚拟化技术(VT-x/AMD-V);高级可编程中断控制器(APIC);x86 的系统管理模式(SMM)。
综合实战项目:基于 QEMU 模拟器,编写 ARM 或 x86 的裸机启动代码,完成异常处理与内存映射的初始化。