保存在存儲器中的內容可以是程序，也可以是數據。程序是ARM處理器可以運行的指令代碼，數據是指令在運行中用到的操作數或者變量。

1、程序存儲

ARM處理器支持兩種指令，一種是ARM匯編指令，一種是Thumb匯編指令。ARM匯編指令是32位長，即每條ARM匯編指令都是由四個字節的存儲空間保存，所以ARM處理器在執行地址a的ARM匯編指令時，會從地址a + 4取下一條指令。Thumb匯編指令是16位長，即每條Thumb匯編指令都是由兩個字節的存儲空間保存，所以ARM處理器在執行地址a的Thumb匯編指令時，會從地址a + 2取下一條指令。

ARM處理器可以執行兩種格式的指令，運行不同格式的匯編指令在執行和取指方面有很大不同。為了區分，ARM內核可以工作在兩種工作狀態下。

lARM狀態 此時執行32位字對齊的ARM匯編指令。在這種狀態下，ARM處理器對指令的存儲、讀取或者執行都是以一個字(即32位)為基本單位;

lTHUMB狀態 此時執行16位半字對齊的Thumb匯編指令。在這種狀態下，ARM處理器對指令的存儲、讀取或者執行都是以一個半字(即16位)為基本單位;

l這兩種工作狀態可以轉換，但轉換不影響處理器狀態和寄存器的內容。

2、數據存儲

ARM處理器對數據操作(讀或寫)支持三種數據長度：字節(8位)、半字(16位)、字(32位)。假設在地址為0x0000～0x0004的內存空間保存了如圖1所示的數據，下面我們以三種數據長度從內存空間讀取數據。(假設數據的存儲格式是小端存儲格式)

圖1 內存空間的內容

l字節：從地址0x0000處取一個字節數據，則取出來的內容為12;從地址0x0001處取一個字節數據，則取出來的內容為34;

l半字：從地址0x0000處取一個半字數據，則取出來的內容為3412;從地址0x0001處取一個半字數據，則取出來的內容為5634;

l字：從地址0x0000處取一個字數據，則取出來的內容為78563412;從地址0x0001處取一個字數據，則取出來的內容為9A785634。

需要注意的是，ARM處理器在對數據操作時要邊界對齊，要找到正確的地址。在對16位數據操作時，地址數據末位(0)應該為0，在對32位數據操作時，地址數據末兩位(1:0)應該都為0。比如上面對字進行操作時，ARM處理器不允許從地址0x0001處讀取一個字內容出來。

現在常用的ARM版本中，都不支持非對齊字的傳輸(ARMv3、ARMv4、ARMv5)。在ARMv6中，開始支持非對齊字的傳輸。

3、“馮·諾依曼”體系結構和“哈佛”體系結構

說到ARM程序與數據存儲，應該講一下“馮·諾依曼”體系結構和“哈佛”體系結構。因為ARM7系列采用馮·諾依曼體系結構，而ARM9~ARM11采用哈佛體系機構。兩種結構描述如下：

“馮·諾依曼”體系結構

20世紀30年代中期，德國科學家馮諾依曼大膽的提出，拋棄十進制，采用二進制作為數字計算機的數制基礎。同時，他還說預先編制計算程序，然后由計算機來按照人們事前制定的計算順序來執行數值計算工作。

馮諾依曼理論的要點是：數字計算機的數制采用二進制;計算機應該按照程序順序執行。

其主要內容是：

l計算機由控制器、運算器、存儲器、輸入設備、輸出設備五大部分組成。

l程序和數據以二進制代碼形式不加區別地存放在存儲器中，存放位置由地址確定。

l控制器根據存放在存儲器中地指令序列(程序)進行工作，并由一個程序計數器控制指令地執行。控制器具有判斷能力，能根據計算結果選擇不同的工作流程。

“哈佛”體系結構

數字信號處理一般需要較大的運算量和較高的運算速度，為了提高數據吞吐量，在數字信號處理器中大多采用哈佛結構。

哈佛結構特點如下：

l使用兩個獨立的存儲器模塊，分別存儲指令和數據，每個存儲模塊都不允許指令和數據并存，以便實現并行處理;

l具有一條獨立的地址總線和一條獨立的數據總線，利用公用地址總線訪問兩個存儲模塊(程序存儲模塊和數據存儲模塊)，公用數據總線則被用來完成程序存儲模塊或數據存儲模塊與CPU之間的數據傳輸;

兩種結構區別

在典型情況下，完成一條指令需要3個步驟，即：取指令、指令譯碼和執行指令。從指令流的定時關系也可看出馮.諾曼結構與哈佛結構處理方式的差別。

舉一個最簡單的對存儲器進行讀寫操作的指令，指令1至指令3均為存、取數指令，對馮.諾曼結構處理器，由于取指令和存取數據要從同一個存儲空間存取，經由同一總線傳輸，因而它們無法重疊執行，只有一個完成后再進行下一個。

如果采用哈佛結構處理以上同樣的3條存取數指令，如下圖所示，由于取指令和存取數據分別經由不同的存儲空間和不同的總線，使得各條指令可以重疊執行，這樣，也就克服了數據流傳輸的瓶頸，提高了運算速度。