电子科大-微机原理课件-chap7

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1、ARM是AdvancedRISCMachines的缩写，该公司将技术授权给设计了大量高性能、廉价、其它芯片厂商耗能低的RISC(精简指令集)处理器;ARM公司的特点是只设计而不生产。它将技术授形成各具特色的ARM芯片权给世界上许多著名的半导体、软件和OEM厂商，并提供服务。1/95ARMPartnershipModelARM的应用领域1.工业控制领域过程控制、电力控制、数控机床、ABS2.无线通讯领域基站、带蓝牙/定位等的手机/PDA、GPS3.网络应用ADSL、路由器、交换机、VoIP4.消费类电子产品DVD、机顶盒、游戏机5.成像产品数码相机、打印机、录像机6

2、.安全产品ATM机、POS机、考勤系统、SIM卡u到目前为止，基于ARM技术的微处理器应用约占据了32位嵌入式微处理器75％以上的市场份额；u全球80%的GSM/3G手机、99%的CDMA手机以及绝大多数PDA产品均采用ARM体系的嵌入式处理器，“掌上计算”相关的所有领域皆为其所主宰；3/95ARMPoweredProductsARM体系结构的特点1.RISC简单的结构使ARM内核非常小、功耗低、成本低2.统一和固定长度的指令域，简化了指令的译码，便于指令流水线设计3.采用装载/保存结构，数据处理操作只针对寄存器的内容，而不直接对存储器进行操作4.支持Thumb（

3、16位）/ARM（32位）双指令集，能很好的兼容8位/16位器件5.每条数据处理指令都对算术逻辑单元和移位器控制，实现了ALU和移位器的最大利用6.寻址方式灵活简单，执行效率高7.地址自动增加和减少寻址模式，优化程序循环8.多寄存器装载和存储指令实现最大数据吞吐量9.所有指令的条件执行实现最快速的代码执行5/95ARM处理器内核流水线工作流程ARM体系结构的版本ARM架构自诞生至今已发展并定义了V1到V7七种不同的版本V1版架构只在原型机ARM1中出现过–支持基本的数据处理指令(无乘法)–支持字节、半字和字的LOAD/STORE指令–支持转移指令，包括子程序调用及

4、链接指令–支持软件中断指令SWI–寻址空间位64MB（26位）2012-1-217/95V2版架构已废弃不再使用–支持乘法和乘加指令–支持协处理器操作指令–支持基本的存储器与寄存器交换指令SWP/SWPB–支持快速中断模式V3版架构已废弃不再使用–寻址范围扩展到4GB（32位）–快速中断模式具有两个以上的分组寄存器–增加状态寄存器CPSR/SPSR，及从异常处理返回的MSR/MRS指令，便于异常的处理–增加了中止和未定义两种处理器模式2012-1-218/95V4版架构目前应用最广的ARM体系结构，ARM7、ARM8、ARM9和StrongARM都采用该版架构–增

5、加了有/无符号的半字和有符号字节的Load/Store指令–增加了16位Thumb指令集–完善了软件中断SWI指令的功能–增加了处理器的特权模式V5版架构ARM10和XScale都采用该版架构–改进了ARM/Thumb状态之间的切换效率；–E-增强DSP指令集,包括全部算法操作和16位乘法操作；–J-支持新的JAVA,提供字节代码执行的加速功能–增加了带有链接和交换指令BLX–增加了计数前导零指令CLZ–增加了软件断点指令–为协处理器增加更多可选择的指令9/95V6版架构ARM11处理器采用该版架构–增加了多媒体功能扩展SIMD，提高了嵌入式应用系统的音、视频处理

6、能力–改进了内存管理–改进了混合端与不对齐数据支持，使得小端系统支持大端数据V7版架构Cortex-A/M/R系列处理器采用该版架构ü2005年发布，采用Thumb-2技术。üM系列→传统单片机市场üA系列→高端应用处理器市场üR系列→实时性控制2012-1-2110/95ARM处理器核与体系结构的对应关系核体系结构ARM1ARMv1ARM2ARMv2ARM2aS，ARM3ARMv2aARM6，ARM600，ARM610，ARM7，ARM700，ARM710ARMv3StrongARM，ARM8，ARM810ARMv4ARM7TDMI，ARM710T，ARM720

7、T，ARM740T，ARM9TDMI，ARM920T，ARM940TARMv4TARM9E-S，ARM10TDMI，ARM1020EARMv5TEARM1136J(F)-S，ARM1176JZ(F)-S，ARM11MPCorARMv6ARM1156T2(F)-SARMv6T2ARMCortex-M，ARMCortex-R，ARMCortex-AARMv7ARM处理器（核）命名规则ARM{x}{y}{z}{T}{D}{M}{I}{E}{J}{F}{-S}x——系列号2：带MMUy——存储管理/保护单元4：带MPUz——Cache6：无MMU和MPUT——Thumb指

8、令集0：标