《ARM技术概述》PPT课件

《《ARM技术概述》PPT课件》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、陈慈发2008年春夏ARM包含两个含义，一是ARM公司，是一家位于英国剑桥的AdvancedRISCMachineLimited（简称ARMLimited），成立于1990年11月，由Acorn电脑集团、苹果电脑和VLSITechnology合资组建；另一个是ARM处理器，是一种先进RISC处理器。该处理器内核由ARM公司开发，通过IP授权的方式允许其它半导体公司生产基于ARM核的处理器产品，而ARM公司只提供基于ARM内核的系统芯片解决方案和技术授权，不提供具体的芯片。8.1ARM体系结构ARM处理器是基于精简指令集计算机

2、RISC（ReducedInstructionSetCOmputer）体系结构的计算机系统。它使用标准的、固定长度的32位指令格式，所有ARM指令都使用了4位的条件编码来决定该指令是否执行，这种方式解决了指令执行的条件判定、确定条件分支的问题，从而对代码的密度和性能都有好处，这是它的一大技术优势。ARM技术的确立和认可是从ARM7开始的。ARM7首次将ARM体系结构完全扩展到32位（之前仅26位地址空间），采取3级流水线结构，主频达到40MHz，集成了8KB的Cache，且支持Thumb模式。在开发设计第一个ARM芯片时，R

3、ISC技术尚未得到商业化的应用，当时仅有Berkeley的RISCI和II以及Stanford的MIPS（MicroprocessorwithoutInterlockingPiplineStages，无互锁流水线微处理器）采用了RISC技术，但仅限于教学和研究，ARM处理器是第一个为商业用途而开发的RISC处理器。ARM体系结构有选择地采用了若干BerkeleyRISC处理器中的技术特征，包括：Load/Store体系结构；固定的32位指令长度；3地址指令格式。ARM的设计初衷是简单性，主要体现在其硬件组织和实现上，比指令集

4、表现得更明显。把简单的硬件和指令集结合起来，这是RISC体系的思想基础。ARM处理器仍然保留一些CISC特征，并因此而达到了比纯粹RISC更高的代码密度，使得ARM在开始设计时就获得体积小、功耗低的优势。8.2ARM版本ARM公司自成立以来，在32位嵌入式处理器开发领域中不断取得突破，ARM体系的指令集形成了多种版本，各版本还发展了一些变种，这些变种定义了该版本指令集中不同的功能，应用于不同的处理器设计中。ARM系列处理器的各体系结构版本实现技术各不相同，实现的性能差别也很大，应用场合也有所不同。随着ARM技术的发展，体系结

5、构还将不断发展。ARM体系结构也经历了多次修订，已从V3发展到V6。8.2.1ARM体系结构版本版本体系结构ARM核技术特征版本1V1ARM126位地址空间不支持乘法或协处理器指令；基于字节、字和多字的存储器访问指令（Load/Store）；子程序调用指令BL在内的跳转指令；完成系统调用的软件中断指令SWI。版本2V2ARM2支持乘和乘加指令技术协处理器指令；对于FIQ模式，提供了额外的影子寄存器；增加了SWP和SWPB指令；ARM具有片上Cache。V2aARM2aARM3版本3V3ARM6ARM600ARM610ARM7

6、ARM700ARM71032位地址空间，兼容26位地址空间；分开的CPSR（CurrentProgramStatusRegister）和SPSR（SavedProgramStatusRegister）；增加了两种异常模式，使OS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指令和MSR指令，用于完成对CPSR和SPSR寄存器的读/写；修改了原来的从异常返回的指令。版本体系结构ARM核技术特征版本4V4TARM7TDMIARM710TARM720TARM740T增加了有符号、无符号的半字和有符

7、号字节的Load/Store指令；增加了T变种，可工作于Thumb状态；增加了特权模式，可使用用户模式的寄存器；与26位地址空间不兼容V4StrongARMARM8ARM810V4TARM9TDMIARM920TARM940T版本5V5TEARM9E-S提高了T变种中ARM/Thumb混合使用的效率；增加前导0计数指令（CLZ），该指令可使整数除法和中断优先级排除操作更为有效；增加了BKPT（软件断点）指令；为协处理器设计了更多的可供选择的指令；更严格定义了乘法指令对条件码标志位的影响。ARM10TDMIARM1020E版本

8、6V6ARM11ARM1156T2-SARM1156T2F-SARM1176JZ-SARM1176JZF-S降低了耗电量；强化了图形处理性能；增加了SIMD指令集，将语音和图像的处理功能提高4倍；支持多核。版本体系结构ARM核技术特征8.2.2ARM体系结构演变（1）Thumb指令集（T变