《ARM体系结构》PPT课件

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1、ARM体系结构ARM体系结构ARM简介ARM体系结构流水线异常中断处理I/O管理什么是ARMARM=AdvancedRISCMachineARM公司始建于1990年11月32位RISC处理器ARM公司只授权IP，不生产芯片-公司名字-技术的简称(做ARM)-一类处理器ARM发展现状目前，采用ARM技术知识产权（IP）核的微处理器，即我们通常所说的ARM微处理器，已遍及工业控制、消费类电子产品、通信系统、网络系统、无线系统等各类产品市场，基于ARM技术的微处理器应用约占据了32位RISC微处理器75％以上

2、的市场份额，ARM技术正在逐步渗入到我们生活的各个方面。ARM公司是专门从事基于RISC技术芯片设计开发的公司，作为知识产权供应商，本身不直接从事芯片生产，靠转让设计许可由合作公司生产各具特色的芯片，世界各大半导体生产商从ARM公司购买其设计的ARM微处理器核，根据各自不同的应用领域，加入适当的外围电路，从而形成自己的ARM微处理器芯片进入市场。ARMprocessorfeature采用RISC架构的ARM微处理器一般具有如下特点：体积小、低功耗、低成本、高性能；大量使用寄存器，指令执行速度更快；大多数

3、数据操作都在寄存器中完成；寻址方式灵活简单，执行效率高；指令长度固定；支持Thumb（16位）/ARM（32位）双指令集，能很好的兼容8位/16位器件；基于ARM的嵌入式器件基于ARM的嵌入式器件组成ARM处理器－控制整个器件(ARMcore)控制器－协调系统的重要功能模块外设－提供芯片与外部的所有输入/输出功能，器件间的一些特有特性就是靠不同的外设来体现的ARM应用体系结构的不同版本－命名规则ARM【x】【y】【z】【T】【D】【M】【I】【E】【J】【F】【－S】几点说明ARM7TDMI之后的所以核

4、，TDMI成为默认选项JTAG是由IEEE1149.1标准测试访问端口和边界扫描来描述的。它是用来发送和接收ARM内核与测试仪器之间调试信息的一系列协议嵌入式ICE宏单元是建立在处理器内部、用来设置断点和观察点的调试硬件可综合的，意味着处理器内核是以源代码形式提供的。这种源代码形式又可以被编译成一种易于EDA工具使用的形式内核变量x－ARM版本号ARM微处理器目前包括下面几个系列－ARM7系列－ARM9系列－ARM9E系列－ARM10E系列－ARM11系列－Cortex系列（ARM13？）内核变量y－存

5、储管理保护单元MPU(MemoryProtectionUnit)MMU(MemoryManagerUnit)内核变量z－CacheARM命名规则ARMx1z(e.g.ARM710T)indicatescache&fullMMUARMx2z(e.g.ARM720T)indicatescache,MMU&ProcessIDsupportARMx3z(e.g.ARM1136J-S)indicatesphysicallymappedcachesandMMUARMx4z(e.g.ARM740T)indicates

6、cacheandMPUARMx5z(e.g.ARM1156T2-S)indicatescache,MPUanderrorcorrectingmemoryARMx6z(e.g.ARM966E-S)indicateswritebufferbutnocachesARMx7z(e.g.ARM1176JZ-S)indicatesphysicallymappedcachesandMMUARMxy6(e.g.ARM946E-S)indicatesTCMs内核变量T－Thumb指令集Thumb是一个16-bits指令集

7、优化代码密度(~65%ofARM)提高窄内存操作性能是ARM指令集的一个功能子集ARM/Thumb状态转换使用BX指令015310ADDSr2,r2,#1ADDr2,#132-bitsARM指令16-bitsThumb指令ARM&Thumbfornarrowmemory05000100001500020000250003000035000ARMThumb32bit16bit16bitwith32bitstackMemorywidth（zerowaitstate）Jazelle使得ARMcores执行8-

8、bit的Java字节码95%的字节码执行使用hardware(typical)NormalJVM:1.0Caffeinemarks/MHzARM9EJ:5.5Caffeinemarks/MHz更高的性能增加的门电路<12K（ARM9EJ-S同ARM9E-S比较）ARMJTEK(JavaTechnologyEnablingKit)提供支持代码内核变量J－Jazelle内核变量之I－EmbeddedICEARMdebugarchitecture