《微处理器ARM.ppt

嵌入式系统课件 飞凌嵌入式 课程目标 掌握微处理器ARM的特点及概念 熟悉ADS应用开发 CPU 遵循 冯·诺依曼结构 ‘存储程序’ 本身是个数字电路 对应一套指令系统 不断顺序取指令执行 哈佛结构 指令系统 软硬件界面 RISC（精简指令集）/CISC（复杂指令集） RISC便于实现流水线，进而提高性能 指令流水线 可以使一些需要计算机处理的多项操作在时间上重叠进行 便于提高电路的工作频率 高速缓存（cache) 位于CPU和主存之间的高层存储子系统 提高存储器的平均访问速度，从而使存储器的速度和CPU的速度相匹配 单位容量的价格很昂贵 处理器与存储器性能的差距仍在以每年50%的速度增大 虚拟内存 虚拟存储器的空间大小取决于计算机的访存能力而不是实际外存的大小 使存储系统既具有相当于外存的容量又有接近于主存的访问速度 { int *ptr,idata; … ptr = 0x1000a018; idata = *ptr; … } 内存管理单元(MMU) Memory Management Unit 虚拟地址到物理地址的转换 辅助实现虚拟内存 辅助实现多任务管理 如何评价处理器 频率 性能 功耗 面积（成本） ARM介绍 Advanced Risc Machines,Ltd ARM公司90年成立，只提供IP（知识产权） V3 到 V6 低功耗，低成本 大量使用寄存器，指令长度固定 领先的性能/功耗（MIPS/Watt） ARM系列处理器 ARM是一个CPU内核。ARM公司自己并不生产或销售芯片，它采用技术授权模式，通过出售芯片技术授权，收取授权费与技术转让费 随着ARM/MIPS/ARC等成熟内核的推出，很多过去没有32位cpu研发能力的半导体公司进入这一行列。 ARM系列内核的优势 成本低 功耗低 ARM系列处理器 主流ARM内核： ARM7TDMI ARM9／9E ARM10 StrongARM/Xscale 主要ARM芯片供应商 Intel TI Samsung Motorola Philips Atmel Cirrus Logic ARM系列处理器 ATMEL公司arm系列 AT91系列： 优点：工业级。但缺乏lcd驱动等较吸引力的外围电路。 AT75/76系列： 内置arm7/DSP双内核，有Arm+2DSP/ARM+DSP+MAC,两种配置，加上PHY就可实现voip终端 ARM系列处理器 NetScillon公司 ARM+NET系列芯片，关注设备上网（嵌入式internet）解决方案。 Samsung: Arm系列SOC芯片，集成度高，关注mp3/pda/route应用。S3c44b0x ,s3c4510. Motolora : 最近推出龙珠MX1，使用了arm内核。 ARM 指令系统 ARM状态：执行32位字对齐的ARM指令 THUMB状态：执行16位半字对齐的THUMB指令，在这种状态下，PC寄存器的第一位来选择一个字中的哪个半字。 两种状态的转换不影响处理器工作模式和寄存器内容 参照 ARM指令集 ARM体系结构发展（V3） V3结构 32位地址。 T Thumb状态：16位指令。 M 长乘法支持（32*32=64或者32*32+64=64）。这一性质已经变成V4结构的标准配置。 ARM7TDMI是1995年推出的该系列第一个处理器内核 ARM体系结构发展（V4） V4结构 加入了半字存储操作。 D 对调试的支持（Debug） I 嵌入的ICE（In Circuit Emulation） 属于V4体系结构的处理器（核）有ARM7，ARM7100（ARM7核的处理器），ARM7500(ARM7核的处理器)。 属于V4T（支持Thumb指令）体系结构的处理器（核）有 ARM7TDMI，ARM7TDMI-S（ARM7TDMI可综合版本），ARM710T（ARM7TDMI核的处理器），ARM720T（ARM7TDMI核的处理器），ARM740T（ARM7TDMI核的处理器），ARM9TDMI，ARM910T（ARM9TDMI核的处理器），ARM920T（ARM9TDMI核的处理器），ARM940T（ARM9TDMI核的处理器），StrongARM（Intel公司的产品）。 ARM9系列于1997年问世 ARM体系结构发展（V5） 提升了ARM和Thumb指令的交互工作能力。 E DSP指令支持。 J Java指令支持。 属于V5T（支持Thumb指令）体系结构的处理器（核）有ARM10TDMI，ARM1020T（ARM10TDMI核处理器）。 属于V5TE（支持Thumb