L3_嵌入式处理器和ARM概述.ppt

ARM处理器概述 Arm公司简介 Arm微处理器的应用领域及特点 Arm架构的版本发展 * * Arm体系结构版本(1) 版本 ARM处理器系列 特点 ARMv1 ARM1 该版体系结构只在原型机ARM1出现过，没有用于商业产品。基本性能： （1）基本的数据处理指令（无乘法） （2）26位寻址 ARMv2 ARM2和ARM3 该版体系结构对ARMv1版进行了扩展，版本ARMv2a是v2版的变种，ARM3芯片采用了ARMv2a。ARMv2版增加了以下功能： （1）32位乘法和乘加指令 （2）支持32位协处理器操作指令 （3）快速中断模式 * * Arm体系结构版本(2) ARMv3 ARMv3M ARM6 ARM7DI ARM7M ARMv3版体系结构对ARM体系结构作了较大的改动： （1）寻址空间增至32位（4GB） （2）独立的当前程序状态寄存器CPSR和程序状态保存寄存器SPSR，保存程序异常中断时的程序状态，以便于对异常的处 （3）增加了异常中断（Abort）和未定义两种处理器模式 （4）增加了MMU支持 （5）ARMv3M增加了有符号和无符号长乘法指令 ARMv4 ARMv4T StrongARM ARM7TDMI ARM9T ARMv4版体系结构是目前应用最广的ARM体系结构，在v3版上作了进一步扩充，指令集中增加了以下功能： （1）增加了系统模式 （2）增加了16位Thumb指令集 （3）完善了软件中断SWI指令的功能 （4）不再支持26位寻址模式 * * Arm体系结构版本(3) ARMv5TE ARMv5TEJ ARM9E ARM10E Xscale ARM7EJ ARM926EJ ARMv5版体系结构在ARMv4版基础上增加了一些新的指令，包括： （1）增加ARM与Thumb状态之间切换的指令 （2）增强乘法指令和快速乘累加指令 （3）增加了数字信号处理指令（ARMv5TE版） （4）增加了Java加速功能(ARMv5TEJ版） ARMv6 ARM11 ARMv6版体系结构是2001年发布的，首先在ARM11处理器中使用。此体系结构在ARMv5版基础上增加了以下功能： （1）Thumb 2增强代码密度 （2）SIMD增强媒体和数字处理功能 （3）TrustZone提供增强的安全性能 （4）IEM提供增强的功耗管理功能 * * Arm体系结构版本(4) ARMv7 Cortex系列 ARMv7版体系结构定义了3种不同的微处理器系列： （1）A系列为面向应用的微处理器核，支持复杂操作系统和用户应用 （2）R系列为深度嵌入的微处理器核，针对实时系统应用 （3）M系列为微控制核，针对成本敏感的嵌入式控制应用 * * ARM体系结构命名规则（1） ARM产品通常以下面形式出现： ARM[x][y][z][T][D][M][I][E][J][F][-S] 后缀变量 含义 x 系列号，如ARM7、ARM9 y 存储管理／保护单元 z Cache T Thumb指令集 D Debug，内含JTAG调试器 M 长乘法指令 I 嵌入式ICE（In-Circuit-Emulator） E 增强型的DSP指令 J Jazelle加速 F 向量浮点单元 -S 可综合的软内核 * * ARM7TDMI之后的所有ARM内核，即使“ARM”标志后没有包含TDMI字符，也都默认包含了TDMI的功能特性 JTAG是由IEEE1149.1标准测试访问端口和边界扫描结构来描述的，它是ARM用来发送和接收处理器内核与测试仪器之间调试信息的一系列协议 嵌入式ICE是建立在处理器内部用来设置断点和观察点的调试硬件 可综合的软核，意味着处理器内核是以源代码形式提供的，开发商可以根据自己的需要修改ARM内核。与之对应的是硬核，这意味着开发商无法修改内核 ARM体系结构命名规则（2） * * ARM7TDMI ARM7TDMI－S ARM720T ARM7EJ－S ARM920T ARM940T ARM1022E ARM1020E ARM1026EJ-S ARM体系结构命名规则举例 * * * * CUN * * 嵌入式处理器综述 嵌入式处理器基础 冯·诺依曼体系结构和哈佛体系结构 CISC与RICS 影响CPU性能的几个因素 嵌入式处理器的类型 MPU (Micro-Processor Unit) MCU (Micro-Controller Unit) DSP (Digital Signal Processor) SOC (System On Chip) 嵌入式处理器典型例子 * * 冯·诺依曼体系结构模型 指令寄存器 控制器 运算器 输入 输出 中央处理器 存储器 程序 指令0 指令1 指令2 指令3 指令4 数据 数据0 数据1