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高等学校嵌入式系统设计教材 ARM9处理器C语言编程标准教程 第一章 ARM技术简介 1.1 ARM处理器简介 ARM处理器是一种低功耗高性能的32位RISC (精简指令系统)处理器。本章将其从结构入手进行分析，基于目前流行的ARM920T核详细描述其硬件结构和编程。 ARM处理器共有31个32位寄存器，而其中16个可以在任何模式下看到。它的指令为简单的加载与存储指令（从内存加载某个值，执行完操作后再将其放回内存）。ARM一个有趣的特点是它所有的指令都带有条件。例如用户可以测试某个寄存器的值，但是直到下次使用同一条件进行测试时，才能有条件地执行这些指令。另一个特征是可以在加载数值的同时进行算术和移位操作。它可以在几种模式下操作，包括通过使用SWI（softwarinterrupt软件中断）指令从用户模式进入到系统模式。 1.1.1 ARM7系列微处理器 ARM7系列微处理器是低功耗的32位RISC处理器，最适合用于对价位和功耗要求较低的消费类应用。ARM7系列有如下特点： · 具有嵌入式ICE—RT (Internet Communications Engine-Route因特网通信)逻辑，调试开发方便。 · 极低的功耗，适合对功耗要求较低的应用，如便携式产品。 · 能够提供0.9MIPS(Million Instructions Per Second百万条/秒)/MHz的三级流水线结构。 · 对操作系统的支持广泛，如Windows CE、Linux、Palm OS等。 · 指令系统与ARM9系列、ARM9E系列和ARM10E系列兼容，便于用户的产品升级换代。 · 主频最高可达130MHz，高速的运算处理能力能胜任绝大多数的复杂应用。 1.1.2 ARM9系列微处理器 ARM9系列微处理器在高性能和低功耗特性方面提供最佳的表现。具有以下特点： · 5级流水，指令执行效率更高。 · 提供1.1MIPS/MHz的哈佛结构。 · 支持32位ARM指令集和16位Thumb指令集。 · 支持32位的高速AMBA(Advanced Microcontroller Bus Architecture)总线接口。 · 全性能的MMU，支持WindowsCE、Linux、Palm OS等多种主流嵌入式操作系统。 · MPU支持实时操作系统。 · 支持数据Cache(高速缓冲存储器)和指令Cache，具有更高的指令和数据处理力。 ARM9系列微处理器主要应用于无线设备，仪器仪表，安全系统，机顶盒，高端打印机，数字照相机和数字摄像机等。 ARM9系列微处理器包括ARM920T、ARM922T和ARM940T三种类型，以适用于不同的应用场合。 1.1.3 ARM9E系列微处理器 ARM9E系列微处理器的主要特点如下： · 支持DSP指令集，适合于需要高速数字信号处理的场合。 · 5级流水线，指令执行效率更高。 · 支持32位ARM指令集和16位Thumb指令集。 · 支持32位的高速AMBA总线接口。 · 支持VFP9浮点处理协处理器。 · 全性能的MMU，支持众多主流嵌入式操作系统。 · 支持数据Cache和指令Cache，具有更高的处理能力。 · 主频最高可达300MHz。 ARM9E系列微处理器主要应用于下一代无线设备、数字消费品、成像设备、工业控制、存储设备和网络设备等领域。 ARM9E系列微处理器包含ARM926EJ-S、ARM946E-S和ARM966E-S三种类型，以适用于不同的应用场合。 1.1.4 ARM10E系列微处理器 ARM10E系列微处理器的主要特点如下： · 支持DSP指令集，适合于需要高速数字信号处理的场合。 · 6级流水线，指令执行效率更高。 · 支持32位ARM指令集和16位Thumb指令集。 · 支持32位的高速AMBA总线接口。 · 支持VFP10浮点处理协处理器。 · 全性能的MMU，支持众多主流嵌入式操作系统。 · 支持数据Chche和指令Chche，具有更高的处理能力。 · 主频最高可达400MHz。 · 内嵌并行读/学操作部件。 ARM10E系列微处理器主要应用于下一代无线设备、数字消费品、成像设备、工业控制、通信和信息系统等领域。 ARM10E系列微处理器包括ARM1020E、ARM1002E和ARM1026JE-S三种类型，以适用于不同的应用场合。 1.1.5 ARM920T简介