arm技术及体系结构课件

《arm技术及体系结构课件》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第2章ARM技术及体系结构2.1嵌入式ARM处理器概况2.2ARM处理器技术2.3ARM7处理器结构2.4ARM7TDMI的工作状态及模式2.5ARM7内部寄存器2.6ARM体系的异常处理2.7ARM体系的存储方式12.1嵌入式ARM处理器概况2.1.1ARM体系的版本说明2.1.2ARM内核的命名2.1.3常用ARM处理器系列介绍ARM公司简介ARM即AdvancedRISCMachines的缩写，作为：①公司的名字，②一类微处理器的通称，③一种技术的名称。1985年4月26日，第一个ARM原型在英国剑桥

2、的Acorn计算机有限公司诞生。1991年ARM公司成立于英国剑桥，主要出售芯片设计技术的授权。ARM公司设计了大量高性能、廉价、耗能低的RISC处理器。目前已经成为市场上主流的处理器。2ARM授权费IPARM创造和设计IPPartner产品，例如：芯片Partner把ARMIP和其他IP集成进产品OEMCustomer版权费单价OEM用来自ARMPartner的芯片设计制造最终用户产品业务拓展/市场格局ARM的业务模型32.1.1ARM体系的版本说明ARM公司定义了7种ARM指令集体系结构版本。ARM版本

3、Ⅰ：V1版架构，在原型机ARM1出现过，只有26位寻址空间，没有用于商业产品。ARM版本Ⅱ：V2版架构，对V1版进行了扩展，例如ARM2和ARM3（V2a）架构。包含了对32位乘法指令和协处理器指令的支持。ARM版本Ⅲ：V3版架构，在1990年设计ARM6中采用了版本3。具有片上高速缓存、MMU和写缓冲等功能。寻址空间增至32位（4GB）。目前V1~V3版本目前都已废弃。42.1.1ARM体系的版本说明ARM版本Ⅳ：V4版架构，在V3版上作了进一步扩充，V4版架构是目前应用最广的ARM体系结构，ARM7、A

4、RM8、ARM9和StrongARM都采用该架构。ARM版本Ⅴ：V5版架构，是在V4版基础上增加了一些新的指令，如：转移BLX指令、计数前导零CLZ指令、BRK中断指令，DSP指令集（E增强型）、在ARM10和Xscale都采用该版架构。ARM版本Ⅵ：V6版架构，V6版架构是2001年发布的，首先在2002年春季发布的ARM11处理器中使用。采用单指令多数据SIMD(SingleInstruction,MultipleData)技术，将语音及图像处理功能提高了4倍。52.1.1ARM体系的版本说明ARM版本

5、Ⅶ：V7版架构，ARMv7架构是ARMv6架构的基础上诞生的，该架构采用了Thumb-2技术。Thumb-2技术比纯32位代码少使用31％的内存，减小了系统开销；同时能够比已有的基于Thumb技术的解决方案提高38％的性能。V7版架构分为三类：Cortex-A系列，应用处理器，目前提供Cortex-A5、Cortex-A8、Cortex-A9、Cortex-A15等产品。Cortex-M系列，嵌入式控制器，目前提供Cortex-M4、Cortex-M3、Cortex-M1FPGA和Cortex-M0处理器。

6、Cortex-R系列，深嵌入式实时系统，目前，此系列包含Cortex-R4和Cortex-R4F处理器。62.1.2ARM内核的命名ARM命名格式如下：ARM{x}{y}{z}{T}{D}{M}{I}{E}{J}{F}{-S}x：系列号，例如ARM7中的“7”、ARM9中的“9”；y：内部存储管理/保护单元，例如ARM72中的“2”、ARM94中的“4”；z：内含有高速缓存Cache；T：支持16位的Thumb指令集；D：支持JTAG片上调试；M：支持长乘法操作（64位结果）的ARM指令，包含快速乘法器；I

7、：带有嵌入式追踪宏单元ETM（EmbeddedTraceMacro），用来设置断点和观察点；72.1.2ARM内核的命名E：增强型DSP指令（基于TDMI）；J：含有Java加速器Jazelle，与Java虚拟机相比，Java加速器Jazelle使Java代码运行速度提高了8倍，功耗降低到原来的80%；F：向量浮点运算单元；S：可综合版本，意味着处理器内核是以源代码形式提供的。ARM{x}{y}{z}{T}{D}{M}{I}{E}{J}{F}{-S}版本V7用字符串ARMCortex开头，随后附加-A、-R

8、、-M表示处理器的市场定位方向，其后跟有数字，表示该方向产品的序列号。82.1.3常用ARM处理器版本版本变种系列号处理器核V1V1ARM1ARM1V2V2ARM2ARM2V2aARM2aSARM3ARM3V3V3ARM6ARM6、ARM600、ARM610ARM7ARM7、ARM700、ARM710V4V4TARM7TDMI、ARM710T、ARM720T、ARM740TV4ARM8StrongARM、ARM8