嵌入式开发(第3篇).ppt

1-* 北京源智天下科技有限公司 联系方式： 联系方式： 北京源智天下科技有限公司 21天学嵌入式开发 第三讲：ARM处理器构架 课程安排 ARM体系结构概述 ARM处理器系列 ARM处理器结构 ARM编程模型 ARM开发调试工具综述 ARM体系结构概述 ARM，英文全称为Advanced RISC Machines。 ARM首先是一个公司的名称 。 其次，ARM是对一类微处理器的通称。 宽泛地说，ARM是一种技术的名字，即采用ARM处理器的控制技术。 CISC的体系结构 CISC，英文全称为Complex Instruction Set Computer，即复杂指令集计算机。 在CISC指令集中，各种指令使用频率相差悬殊 。 显然，CISC结构虽然指令全面功能强大，但是结构不合理，造成程序代码体积庞大，不适合于嵌入式系统。 RISC的体系结构 RISC的英文全称为Reduced Instruction Set Computer，即精简指令集计算机。 RISC体系结构应具有如下特点： 采用固定长度的指令格式； 使用单周期指令，便于流水线操作执行； 大量使用寄存器，数据处理指令只对寄存器进行操作，只有加载/ 存储指令可以访问存储器，以提高指令的执行效率。 采用一些特别的技术降低功耗。 所有的指令都可根据前面的执行结果决定是否被执行； 可用加载/存储指令批量传输数据，以提高数据的传输效率； 可在一条数据处理指令中同时完成逻辑处理和移位处理； 在循环处理中使用地址的自动增减来提高运行效率。 ARM微处理器的应用领域 工业控制领域 无线通讯领域 网络应用 智能手机 消费类电子产品 成像和安全产品 ARM体系结构的特点 体积小、低功耗、低成本、高性能。 支持 Thumb(16 位)/ARM(32 位)双指令集，能很好的兼容8/16 位器件。 大量使用寄存器，指令执行速度更快。 ARM处理器共有37个寄存器，分为若干个组（BANK）。 大多数数据操作都在寄存器中完成。 ARM处理器有7种不同的处理器模式 寻址方式灵活简单，执行效率高。 指令长度固定。 ARM处理器系列 ARM 微处理器目前种类非常丰富。 不同的ARM系列具有不同的用途，每一个系列的ARM 微处理器都有各自的特点和应用领域。 下面分别进行介绍。 ARM7微处理器 ARM7内核为低功耗的32位RISC处理器，其采用冯?诺依曼体系结构。 ARM7微处理器系列具有如下特点： 具有嵌入式ICE－RT逻辑，无论调试还是开发都很方便。 极低的功耗，适合对功耗要求较高的应用，如便携式产品。 能够提供0.9MIPS/MHz的三级流水线结构。 代码密度高并兼容16位的Thumb指令集。 支持Windows CE、Linux、Palm OS等嵌入式操作系统。 指令系统与ARM9系列、ARM9E系列和ARM10E系列兼容，便于用户程序的升级和产品的更新换代。 主频最高可达130MIPS。 ARM7微处理器 ARM7系列内核包括多个分支：ARM7TDMI、ARM7TDMI-S、ARM720T、ARM7EJ 。 ARM7TMDI是目前使用最广泛的32位嵌入式RISC处理器内核，属低端ARM处理器核。 其中，TDMI的基本含义为： T：支持16为压缩指令集Thumb。 D：支持片上Debug。 M：内嵌硬件乘法器（Multiplier）。 I：嵌入式ICE，支持片上断点和调试点。 ARM9微处理器 ARM9内核为32位RISC处理器，采用哈佛结构 。 ARM9内核微处理器具有以下特点： 5级整数流水线，指令执行效率更高。 采用哈佛结构。 提供1.1MIPS/MHz的运行速率。 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。 内含全性能的MMU。 内含MPU，支持实时操作系统。 支持数据Cache和指令Cache。 ARM9E微处理器 ARM9E 系列微处理器为可综合处理器 。 ARM9E 系列微处理器的主要特点如下： 支持 DSP 指令集，适合需要高速数字信号处理的场合。 5 级整数流水线，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。 内含全性能 MMU。 内含MPU，支持实时操作系统。 支持数据 Cache 和指令Cache。 主频最高可达300MIPS。 ARM10E微处理器 ARM10E内核为32位RISC处理器，采用了新的体系结构。 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级整数流水线，指令执行效率更高。 支