欢迎来到天天文库
浏览记录
ID:26931606
大小:1.80 MB
页数:101页
时间:2018-11-30
《《嵌入式系统及其应用课件》第二章嵌入式微处理器的体系结构》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、嵌入式系统及其应用李登峰主要内容:一、ARM处理器概述二、ARM内核结构三、ARM中断与异常四、ARM寄存器组织五、ARM的协处理器接口六、ARM的存储系统七、S3C2440微处理器一、ARM处理器概述ARM(AdvancedRISCMachines)是一家专门从事基于RISC技术的芯片设计开发的公司,但公司并不直接从事芯片生产,而是靠转让设计许可获得收益。ARM微处理器内核产品是一个庞大产品系列,采用ARM微处理器内核的微处理器芯片遍及工业控制消费类电子产品、通信系统、网络系统、无线传输等各类产品市场,约占据了32位RISC
2、微处理器75%以上的市场份额。1.ARM处理器体系结构版本从指令集体系结构版本来看,为了清楚地表达每个ARM内核应用实例所使用的指令集,ARM公司定义了7种主要的ARM指令集体系结构版本,以版本号V1~V7表示,其中V1、V2、V3版本已经不再使用或未实现商业化。(1)V3版架构(目前已废弃)对原来的ARM体系结构作了较大的改动:寻址空间增至32位(4GB);当前程序状态信息从原来的R15寄存器移到当前程序状态寄存器CPSR中(CurrentProgramStatusRegister)增加了程序状态保存寄存器SPSR(Save
3、dProgramStatusRegister);增加了两种异常模式,使操作系统代码可方便地使用数据访问中止异常、指令预取中止异常和未定义指令异常;增加了MRS/MSR指令,以访问新增的CPSR/SPSR寄存器;增加了从异常处理返回的指令功能。(2)V4版架构是目前应用最广的ARM体系结构,不再强制要求与26位地址址空间兼容,而且还明确了哪些指令会引起未定义指令异常指令集中增加了以下功能:符号化和非符号化半字及符号化字节的存/取指令;增加了T变种,处理器可工作在Thumb状态,增加了16位Thumb指令集;完善了软件中断SWI指
4、令的功能;处理器系统模式引进特权方式时使用用户寄存器操作;把一些未使用的指令空间捕获为未定义指令 。(3)V5版架构是在V4版的基础上增加了一些新的指令:带有链接和交换的转移BLX指令;计数前导零CLZ指令;BRK中断指令;增加了数字信号处理指令(V5TE版);为协处理器增加更多可选择的指令;改进了ARM/Thumb状态之间的切换效率;增加了两个E和J两个变种,其中E表示增强型DSP指令集,包括全部算法操作和16位乘法操作,J表示支持新的JAVA,提供字节代码执行的硬件和优化软件加速功能。(4)V6版架构在V5版的基础上强化了
5、图形处理性能,增加了一些新的功能:单指令多数据功能(SingleInstruction,MultipleData,SIMD),将语音及图像的处理功能提高到了原型机的4倍;Thumb增强功能,使得35%代码压缩;高性能定点DSP功能;JazelleTM功能,Java性能优化,速度可提高8倍。(5)v7构架是在V6版的基础上发展的,是目前ARM处理器体系结构的最高版本,并保持了对现存ARM解决方案的完整的代码兼容性。采用了新型13级流水线,指令的吞吐率更高;增加了硬件处理中断嵌套功能,具有更好的实时性;采用了Thumb-2技术,比
6、纯32位代码少使用31%的内存;采用了NEON(可执行打包的SIMD处理)技术,将DSP和媒体处理能力提高了进4倍,可加速多媒体和信号处理算法(如视频编码/解码、2D/3D图形、游戏、音频和语音处理、图像处理技术、电话和声音合成),其性能至少为ARMv6SIMD性能的2倍;增加了支持改良的浮点运算,满足下一代3D图形、游戏以、信号分析及传统嵌入式控制需求。2.ARM处理器家族ARM7FamilyUnifiedCache内存管理流水线级别ThumbDSPJazelleARM7TDMI无无3有无无ARM7TDMI-S无无3有无无A
7、RM710T/720T8kMMU3有无无ARM740T8k或4kProtectionUnit3有无无ARM7EJ-S无无3有有有ARM9FamilyCache内存管理流水线级别ThumbDSPJazelleARM9无无5有无无ARM920T16K/16kMMU5有无无ARM922T8k/8kMMU5有无无ARM940T4k/4kProtectionUnit5有无无ARM10FamilyCache内存管理流水线级别ThumbDSPJazelleARM10E无无6有有无ARM1020E32k/32kMMU6有有无ARM1022E1
8、6k/16kMMU6有有无ARM10EJ-S无无6有有有ARM1026EJ-S0,4-128k/0,4-128kMMU6有有有ARM10TDMI无无6有无无ARM1020T32k/32kMMU6有无无ARM11FamilyCache内存管理流水线级别ThumbDSPJazel
此文档下载收益归作者所有