[信息与通信]arm核综述

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1、3.4ARM核综述在高性能的32位嵌入式SoC设计中，几乎都是以ARM作为处理器核。ARM核已是现在嵌入式SoC系统芯片的核心，也是现代嵌入式系统发展的方向。ARM处理器核作为基本处理单元，根据发展需求还集成了与处理器核密切相关的功能模块，如Cache存储器和存储器管理MMU硬件，这些基于微处理器核并集成这些IP核的标准配置的ARM核都具有基本“CPU”的配置，这些内核称为CPU核。ARM7TDMI内核结构3.4.1ARM7微处理器嵌入式ICE宏单元扫描链2ARM7TDMI主处理器逻辑扫描链1扫描链0总线分割器TAP控制器所有其他信

2、号SCREG[31:0]TAPSM[31:0]IR[31:0]TDOTDInTRSTTMSTCKRANGEOUT0RANGEOUT1EXTERN1EXTERN0DOUT[31:0]DIN[31:0]D[31:0]nMREQA[31:0]nOPCnRWMAS[1:0]nTRANS主核和外部的总线连接是通过总线分割器（BusSplitter）进行的TAP是测试访问口（testaccessingPort）ICE（InCircuitEmulator）在线仿真支持片上调试单元1、ARM7TDMI组织结构ARM7TDMI重要的特性有：（1）实现

3、ARM体系结构版本4T，支持64位结果的乘法，半字、有符号字节存取；（2）支持Thumb指令集，可降低系统开销；（3）32×8DSP乘法器；（4）32位寻址空间-4GB线性地址空间；（5）它包含了EmbeddedICE模块以支持嵌入式系统调试；（6）调试硬件由JTAG测试访问端口访问，因此JTAG控制逻辑被认为是处理器核的一部分；（7）广泛的ARM和第三方支持，并与ARM9Thumb系列ARM10Thumb系列和StrongARM处理器相兼容。3.4.1ARM7系列核介绍ARM体系结构简介PC总线A总线ARM体系结构方框图（主处理器

4、内部逻辑图）地址寄存器地址增量器寄存器组（32×32位寄存器）（6个状态寄存器）32×8位乘法器32×32位桶形移位寄存器32位ALU写数据寄存器增量器总线B总线ALU总线指令流水线读数据寄存器Thumb指令控制器指令译码和逻辑控制扫描控制D[31:0]nENOUTnENINDBEA[31:0]ALEABEDBGROIBREAKPTIDBGACKECLKnEXECISYNCBL[3:0]APEMCLKnWAITnRWMAS[1:0]nIRQnFIQnRESETABORTNTRANSnMRREQnOPCSEQLOCKnCPICPACP

5、BnM[4:0]TBETBITHIGHZ2、ARM7TDMI硬件接口按接口信号的功能划分为：（1）存储器接口：32位地址、32位双向数据总线和10个控制信号等。（2）MMU接口：进行存储器区域的访问控制。（3）总线控制：包括数据总线使能信号等各种总线控制信号。（4）时钟控制：处理器所有状态变化都由存储器时钟mclk控制。（5）状态输出：Tbit信号表明当前处理器执行的是ARM指令还是Thumb指令。（6）配置：bigend信号用于在小端格式和大端格式之间选择。（7）中断：fiq和irq是两个中断请求输入信号。（8）初始化：reset

6、信号用于复位、启动处理器，处理器从地址0x00000000开始执行程序。（9）Debug接口：EmbeddedICE模块包含断点和观察点寄存器，使运行的代码能够停下来以便调试。（10）协处理器接口：提供连接协处理器接口信号：cpi、cpa、cpb、opc。（11）电源：提供处理器正常工作的电源。（12）TAP信息：这些信号用来支持对JTAG系统增加更多的扫描链。（13）JTAG接口：这些控制信号通过专用引脚连到片外测试控制器。（14）边界扫描扩展：包含全部的JTAGTAP控制器，以支持EmbeddedICE功能。3.4.1ARM7核

7、介绍3.4ARM7微处理器A[31:0]Din[31:0]Dout[31:0]D[31:0]bl[3:0]r/wmas[1:0]mreqseqlocktransmode[4:0]abortTbittapsm[3:0]ir[3:0]tdoentck1tck2screq[3:0]drivebsecapclkbsicapclkbshighzpclkbsrstclkbssdinbssdoutbsshclk2bsshclkbsTRSTTCKTMSTDITDOmclkwaiteclkbigendirqfiqisyncreseteninenout

8、enoutiabealeapedbetbebusenhighzbusdisecapclkdbgrqbreakptdbgackexecextern1extern0dbgenrangeout0dbgrqirangeout1commrxco