ARMRISC架构微处理器

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1、第八章ARMRISC架构微处理器一、ARM（教材P113)1、概述ARM网站：http://www.arm.comhttp://www.arm.comARM7Thumb嵌入式系统微处理器系列http://www.arm.com/armtech/ARM7_Thumb;http://www.arm.com/armtech/arm9_thumbhttp://www.arm.com/armtech/arm10_thumb8/30/20212、ARM处理器的特点及应用特点主要有：体积小、功耗低、成本低性能高；16位/32

2、位双指令集；多合作厂家。推出的新的ARM体系结构在三方面扩充：Thumb指令，用以减小代码占的存储单元；DSP指令集；Jazeller用于执行Java。主要应用在：消费电子、图象处理、无线通信；工业自动化控制、网络应用的嵌入式实时系统；智能卡等应用。3、ARM处理器的分类ARM系列有5个系列，每种ARM系列的体系结构都有一些演变。通常将某些特殊功能的ARM体系称为它的某种变种（Variant)，如：支持Thumb指令集的ARM体系称为T变种。主要有：T变种、M变种、E变种、J变种和SIMD变种。从应用上分类：用

3、于开放平台的内核和用于实时操作系统的内核。ARM体系结构命名的规则（p115)：8/30/20218/30/20218/30/20218/30/20218/30/20214、ARM处理器硬件结构特点(1)、ARM7TDMI核的外围硬件接口信号如图5-5所示8/30/20218/30/2021ARM7TDMI名称的具体含义：ARM732位ARM体系结构4T版本；TThumb16位压缩指令集；D支持片上Debug，允许处理器响应调试请求暂停M支持长乘指令IEmbeddedICE硬件，支持片上断点和调试点。每组信号的

4、作用：1）、存储器接口2）、MMU接口:主要进行存储器区域的访问控制3）、总线控制4）、时钟控制5）、状态输出、配置、中断、初始化、Debug接口6）、协处理器接口、电源、JTAG接口、边界扫描8/30/2021（2）、ARM9核的特点与ARM7（只有3级流水线）相比有5级的流水线，采用指令和数据存储器分开的Harvard体系结构。在相同的工艺下，ARM9TDMI的性能是ARM7TDMI的2倍。还有：全性能的MMU、指令和数据Cache、高速AMBA等8/30/2021（3）、ARM10核ARM10TDMI的性

5、能近似是ARM9TDMI的2倍。在两个方面有改善，即：提高时钟频率（提高流水线为6级，指令译码级是处理器逻辑中唯一不能充分流水线化以支持高速时钟的部分，所以在这增加了一级）和降低CPI8/30/2021（3）、Xscale和StrongARM系列核Xscale处理器是StrongARM处理速度的2倍。主要的内部结构是：32KB数据、指令Cach、微小数据Cach增加到2KB；超级流水线结构增加到7级；乘法/加法器和特定的DSP型协处理器CP0，主要是对多媒体技术的支持；动态电源管理。StrongARM处理器核5

6、级流水线（4）、SecurCore系列核提供了对安全解决方案的支持，主要特性有：带有灵活的保护单元，以确保操作系统和应用数据的安全；采用软内核技术，防止外部对其进行扫描探测；可集成用户自己的安全特性和其他协处理器。主要用在：电子商务、网络和认证系统、电子银行等。8/30/2021二、Intel公司Xscale架构微处理器1、Xscale微处理器硬件架构MCU与DSP相结合是非常先进的概念，Intel公司也紧随TI公司推出了新一代嵌入式系统平台Xscale。此平台是StrongARM嵌入式微处理器的第二代产品。与

7、StrongARM相比，Xscale有更好的数据处理效率，具有更低的功率消耗以及更强大的周边集成能力。Xscale是根据ARM公司ARMV5TE核来设计的，但Xscale并不包含ARM中所拥有的浮点运算硬件电路，Xscale只拥有整数运算线路架构。Xscale除了具有ARMRISC微处理器外，还具有协微处理器接口，可以直接扩充DSP微处理器。Intel公司与AnalogDevices共同研发数字信号处理基带电路。Intel公司把Xscale微处理器、DSP与基带处理芯片和闪存结合成个人通信装置的完整解决方案。8

8、/30/2021Xscale微处理器的工作频率最高达1GHz，这主要是Intel公司在Xscale微处理器中采用了Pentium3微处理器中的超级流水线技术。这样，在1.75w功率消耗下，工作频率可以达1270MIPS。在功耗方面，Xscale有功率管理单元，使得工作频率随着需求作出弹性变化，比如说，在功耗达50MW时，Xscale的工作频率会降低到200MHz。2、Xscale微处理