基于Ubuntu的STM32嵌入式系统开发关键知识点

在Ubuntu环境下开发基于STM32的嵌入式系统，需要掌握以下核心概念：

1. ARM处理器工作模式

ARM处理器，如Cortex-A7和Cortex-M4，拥有多种工作模式，例如用户模式、系统模式、中断服务模式（IRQ）和快速中断模式（FIQ）等。每种模式服务于不同级别的任务，例如用户模式用于执行普通程序，而特权模式允许访问受保护的系统资源。

2. 模式切换

工作模式的切换可以通过软件指令或硬件中断实现。例如，系统上电复位后进入SVC模式，而SWI软中断指令可以将处理器切换到SVC模式。

3. 片上系统（SoC）

SoC是高度集成的单芯片系统，包含CPU核心、内存、总线和I/O接口等，构成完整的计算系统。例如，STM32MP157集成了双核Cortex-A7和一个Cortex-M4内核。SoC的优势在于节省空间、降低功耗，适用于移动设备、物联网和工业应用。

4. RISC与CISC架构

ARM采用精简指令集（RISC）架构，指令集简单，执行效率高。而x86架构属于复杂指令集（CISC）架构，指令集复杂，包含多种操作。

5. 交叉编译

在Ubuntu上开发ARM程序需要使用交叉编译工具链，例如arm-linux-gnueabihf-gcc，将源代码编译成ARM架构可执行的机器码。

6. 指令周期与指令宽度

指令周期是指执行一条指令所需的时间，而指令宽度是指令在内存中占用的空间。ARM指令通常为32位。