第五章中央处理器-5.6CPU实例.ppt

传统CPU流水CPURISCCPU多媒体CPU2.空间并行空间并行指资源重复，在并行性概念中引入空间因素，以“数量取胜”为原则来大幅度提高计算机的处理速度。大规模和超大规模集成电路的迅速发展为空间并行技术带来了巨大生机，因而成为目前实现并行处理的一个主要途径。空间并行技术主要体现在多处理器系统和多计算机系统。但是在单处理器系统中也得到了广泛应用。3.时间并行+空间并行指时间重叠和资源重复的综合应用，既采用时间并行性又采用空间并行性。显然，第三种并行技术带来的高速效益是最好的。英国ARM公司是全球领先的16/32位嵌入式RISC微处理器解决方案的供应商，向全球各大领先电子公司提供高性能、低成本和高效率的RISC处理器、外设和系统芯片技术授权。ARM还为开发完整系统提供综合技术支持。ARM的微处理器核技术广泛用于便携式通信产品、手持运算、多媒体和嵌入式解决方案等领域，已成为RISC标准。

英文缩写为AdvancedRISCMachine

ARM是一种通用的32位RISC处理器

32位是指处理器的外部地址和数据总线是32位的，相比16位的同频处理器性能更强大。

RISC是一种指令集，也指采用该指令集的处理器，英文缩写：ReducedInstructionSetComputer,相比CISC代码效率更高。ARM是一种功耗很低的高性能处理器

ARM本质上并不是一种芯片，而是一种芯片结构技术，不涉及到芯片生产工艺。授权生产ARM结构芯片的公司采用不同的半导体技术，面对不同的应用进行扩展和集成，标有不同系列号。

ARM是一种可扩展，可移植、可集成的处理器。

–ARM内核有四个功能模块可供生产厂商根据不同用户的要求来配置生产。

–ARM7TDMI-S给用户预留出功能扩展接口。

ARM7的特点：

ARM7采用ARMV4T（Newman）结构，三级流水，平均功耗0.6mW/MHz，时钟速度66MHz，

ARM内核的四个功能模块：

–T：Thumb，即32位模式下的16位指令集，可以在兼顾性能的同时减少代码尺寸。

–D：Debug，在内核中放置了用于调试的结构，接口形式为JTAG（JointTestActionGroup）。

–M：Multiplier，指8位乘法器。

–I：EmbeddedICELogic，指用于实现断点观测及变量观测的逻辑电路部分。

ARM9的特点：

–ARMV4T（Harvard）结构，五级流水，指令与数据分离的Cache，平均功耗0.7mW/MHz，时钟为120MHz-200MHz

ARM10的特点：

–采用ARMV5T结构，六级流水处理，时钟速度300MHz，性能约为ARM9的两倍。

ARM的应用范围

嵌入式控制

–汽车、电子设备、保安设备、大容量存储器、调制解调器、打印机。

数字消费产品

–数码相机、数字式电视机、游戏机、GPS、机顶盒

便携式产品

–手提式计算机、移动电话、PDA

关于THUMB指令集

ARM7TDMI可以使用两套指令集

–标准32位ARM指令集

–16位的THUMB指令集

–两套指令集可以交*编译和连接

THUMB的特点

–THUMB是对32位寄存器操作的16位指令集

–与32位ARM指令集相比代码尺寸更小，更适合嵌入式应用。

–因为是对32位结构的CPU操作，所以比纯16位的指令集效率更高。

–与其它32位下的16位指令集相比，它还可以切换到32位ARM指令集并全速执行。

HT技术是超线程技术，HT技术是在处理器实现2个逻辑处理器，是充分利用处理器资源，双核心处理器是集成2个物理核心，是实际意义上的双核心处理器。

双核处理器(DualCoreProcessor)：

双核处理器是指在一个处理器上集成两个运算核心，从而提高计算能力。“双核”的概念最早是由IBM、HP、Sun等支持RISC架构的高端服务器厂商提出的。

双核与双芯(DualCorePKDualCPU)：

AMD和Intel的双核技术在物理结构上也有很大不同之处。AMD将两个内核做在一个Die（晶元）上，通过直连架构连接起来，集成度更高。Intel则是将放在不同Die（晶元）上的两个内核封装在一起，因此有人将Intel的方案称为“双芯”，认为AMD的方案才是真正的“双核”。从用户端的角度来看，AMD的方案能够使双核CPU的管脚、功耗等指标跟单核CPU保持一致，从单核升级到双核，不需要更换电源、芯片组、散热系统和主板，只需要刷新BIOS软件即可，这对于主板厂商、计算机厂商和最终用户的投资保护是非常有利的。客户可以利用其现有的90纳米基础设