《ARM微处理器介绍》PPT课件

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1、ARM微处理器介绍1979年美國加州大学伯克利分校提出了RISC（ReducedInstructionSetComputer，精简指令集计算机）的概念，把着眼点放在了如何使电脑的结构更加简单合理地提高运算速度上。RISC结构优先选取使用频率最高的简单指令，避免复杂指令；将指令长度固定，指令格式和寻址方式种类减少；以控制逻辑为主，不用或少用微码控制等措施来达到上述目的。到目前为止，RISC构架也还沒有严格的定义，一般认为，RISC构架应具有如下特点：采用固定长度的指令格式，指令完整、简单、基本定址方式有2～3种。使用单周期指令，便于

2、管理操作执行。大量使用寄存器，资料处理指令只对寄存器进行操作，只有载入/存储指令可以存取记忆体，以提高指令的执行效率。基本介绍-RISC构架传统的CISC（ComplexInstructionSetComputer，复杂指令集计算机）结构有其固有的缺点，即随着电脑的发展而不断引入新的复杂的指令集，为支持这些新增的指令，电脑的构架会越來越复杂，然而，在CISC指令集的各种指令中，其使用频率却相差悬殊，大约有20%的简单指令会被反复使用，占程序调用指令数的80%。而余下的80%的复杂指令却不经常使用，在程式设计中只占20%，显然，这种

3、结构是不太合理的。RISC与CISC构架比较ARM公司作为32位处理器内核的提供者，拥有100多家半导体合作伙伴，ARMcore是目前消费类电子市场中市场占有量第一的CPU体系。ARM是一个CPU内核。ARM公司自己并不生产或销售芯片，它采用技术授权模式，通过出售芯片技术授权，收取授权费与技术转让费随着ARM/MIPS/ARC等成熟内核的推出，很多过去没有32位CPU研发能力的半导体公司进入这一行列。ARM公司简介体积小、低功耗、低成本、高性能支持Thumb(16位）和ARM(32位）双指令集大量使用寄存器，指令执行速度更快大多数

4、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对操作系统的支持广泛ARM系列处理器的特点ARM公司定义了7种主要的ARMISA(InstructionSetArchitecture,即指令集体系结构)：ARMv4ARMv5ARMv6ARMv7:ARMv7A、ARMv7R、ARMv7MARM处理器的体系结构主流ARM内核：ARM7ARM9/ARM9EARM10EARM11CORTEXSECURCOREXscaleStrongARMARM系列处理器工业控制领域无线通信领域网络应用消费类电子产品成像和安全产品ARM处理

5、器的应用领域工作模式：ARM/THUMB支持7种运行模式：用户模式/FIQ/IRQ/管理模式/中止模式/系统模式/未定义模式ARM总共有37个寄存器，其中包括31个通用寄存器，和6个状态寄存器：ARM处理器基础知识R0-R7:通用寄存器R8-R14：分组寄存器R15：程序计数器PCR13(SP)：在ARM中常用作堆栈指针，应用程序初始化R13，使其指向异常模式专用的堆栈R14(LR):linkregister,放置当前子程序返回地址或异常模式返回地址R15：ProgramCounter(PC)CPSR:(CurrentProgra

6、mStatusRegister)当前程序状态寄存器SPSR:(SavedProgramStatusRegister)备份程序状态寄存器，SPSR用于在程序异常中断时保存被中断的程序状态ARM7处理器基础知识1)ARM微处理器内核的选择如果希望使用WinCE或标准Linux等操作系统以减少软件开发时间，就需要选择ARM720T以上带有MMU（MemoryManagementUnit）功能的ARM芯片。ARM720T、ARM920T、ARM922T、ARM946T、Strong-ARM都带有MMU功能。而ARM7TDMI则没有MMU，

7、不支持WindowsCE和标准Linux，但目前有uCLinux等不需要MMU指出的操作系統可执行于ARM7TDMI硬件平台之上。选择ARM微处理器的准则2)系统的工作频率系统的工作频率在很大程度上決定了ARM微处理器的处理能力。ARM7系列微处理器的典型处理速度为0.9MIPS/MHz，常见的ARM7晶片系统主时钟频率为20MHz-133MHz。ARM9系列微处理器的典型处理速度为1.1MIPS/MHz，常见的ARM9的系统主时钟频率为100MHz-233MHz，ARM10最高可以达到700MHz。选择ARM微处理器的准则3)晶

8、片內部记忆体的容量大多数的ARM微处理器晶片內部记忆体的容量都不太大。如ATMEL的AT91F40162就具有高达2MB的晶片內部程式存储空间。选择ARM微处理器的准则4)晶片內部周边电路的选择我们称之为晶片內部周边电路，如USB介面、IIS介面、