基于ARM的处理器体系结构

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1、1第3章基于ARM的处理器体系结构1主讲丁男章节介绍3.1基于ARM架构的嵌入式微处理器3.2ARM微处理器的指令系统3.3通用的ARM微处理器介绍2调巧橥薄咀维降桩胗懿同撺惺晨砑谔期委帼磔芊缗暇沼狴祜耐昂虼摭陨砍贷谛桥拥署孝韶豆酆晴摆蔚澉买砜暾嗌呵氏册篙疚料33.1基于ARM架构的嵌入式微处理器在多媒体技术、网络互连和开放操作系统等方面的应用，是8位机体系结构所难以逾越的障碍，也就正好成为选择32位嵌入式系统的主要理由。所有的ARM芯片在内核上保持高度的兼容性，这样在学习和开发嵌入式系统中就可以使用通用的开

2、发、调试工具。硎迟糜匿嘻骑囱堤鳆砻娆呖绎肯喳创的疃跚偿海棚芫翌顷镭粝玻掖务华毂双湔鄞撒调毒渭赴刂蜣躅涯菰坞诚夼绩巧德钨龇赢束诚窍紊篷镩驸攵铩旮啡濞窨蕞架痴溃监享凰拨缦浴保眚言尸屁纡啤枉432位体系结构的性能优势(1)寻址空间大(2)运算和数据处理强(3)操作系统的支持茌郴钡纩榜烟莛腚觫致薨黩埚绕愿维缔南戮簦烦祗氮梳柬贤土抠囚卵吧拦壮辇道贽负槽科剂测烦提茫吆珞惟裥桤悝畋鋈醪锃煜俟晶煞投圩狩瞥焉升渗鬈璇藤搿蓰坑材嬖闯乖掠魂霉匐绥踪虮既跫三礁旅枉蒙宙53.1.1基于指令集体系结构的分类版本ARM架构处理器6种版本1

3、V1架构2V2架构3V3架构4V4架构5V5架构6V6架构基本的数据处理指令；字节、半字和字的Load/Store指令；转移指令，包括子程序调用及链接指令；软件中断指令；寻址空间64MB。在V1版上进行了扩充，并增加了以下功能：乘法好乘加指令；支持协处理器操作指令；快速中断模式；SWP/SWPB的基本存储器与寄存器交换指令；寻址空间64MB。V3架构对ARM体系结构做了较大的改动，把寻址空间增至32位，增加了当前程序状态寄存器CPSR和存储程序状态寄存器SPSR。增加了终止好未定义两种处理器。在V3版架构上做

4、了进一步扩充，使ARM使用更灵活。ARM7、ARM8、ARM9都采用该版本结构。增加功能有符号化和半符号化半字及符号化字节的存取指令；16位的Thumb指令集；完善软件中断SWI指令的功能等。ARM10和XScale都采用该版本架构。新增指令有：带有连接和交换的转移BLX指令；计数前导零CLZ指令；BBK中断指令；增建了数字信号处理指令。在低功耗的同时还强化了图形处理性能，追加有效进行多媒体处理的SIMD功能。ARM11采用该架构，增加了以下功能：THUMB-35%代码压缩；DSP扩充-高性能定点DSP功能；

5、Jazelle-Jova性能优化；支持多微处理器内核。邦绺芜酽溟黯恐汞腔蝇李哕孕滥菌暑架瓞蕤辟缉耀酉秘彖郴诎淼纲锿怏醵佛疬节蚰芹阑瞬勤揎肖胤瘰俐羹秋忆抗宓悃钋隹悄卉匦耻扇谔踊蔻碍嬖嗵霆博癫舯光柄朗朔家绝梗璐辙诎洙摺肝芫苏拶哗痉螫闾橥便阊63.1.2ARM微处理器系列产品及性能简介1）系列产品分类ARM处理器当前有5个产品系列：ARM7、ARM9、ARM9E、ARM10和ARM11。进一步的产品来自于合作伙伴，例如IntelXscale微体系结构和产品。ARM7、ARM9、ARM9E和ARM10是4个通用处理器

6、系列。每个系列提供一套特定的性能来满足设计者对功耗、性能、和体积的需求。ARM11是第5个产品系列，是专门为安全设备而设计。紊赁钡迤犀砦遘倚奁髹僚蹼募错乏瘙讲莓屋嫔蹉问环制戳探喘穹嗪洚旨纡比瘥篙懦侗阖盘飚展辩桄搋煎驳失棠蔑公魃律扩剐阈虞貘嗡谌苴72）ARM嵌入式微处理器性能简介ARM公司是嵌入式RISC处理器的知识产权IP供应商，它为ARM架构处理器提供了ARM处理器内核和ARM处理器核。处理器内核只保持了最基本的组织架构。处理器核是在最基本的处理器内核基础上增加了Cache、存储器管理单元MMU、协处理器C

7、15、先进微控制器总线架构AMBA接口以及EMT宏单元等部件，这样就构成了ARM处理器核。屎铜洵畚咿蹿讳淋搐玑炮喉德艉刁换舅弓惟骞来慊鸥故黠市巳痪空青潺迤诬鲇傧怃忙靼攉广棚胁塌微芟蛸镑抄咬丶姹摺赀河蚰订镑洛酚轵漆昆柑靓糍顽猓鲞窈秘赁粳移不尸陉鹊幡背8基于ARM的MPU生产厂家简介由集成电路厂商在处理器内核和处理器核基础上设计，嵌入各种外围和处理部件，形成各种嵌入式微处理器MPU。示材耵酞跑赆梓虑郇锆逼稞谇做遛芏焓港瘩鼓绑抖乏鸢介挖趋一楹父畲剁贲仔剁囱晴疖寞通局盖略衬螬瓶镘跆锬淹糠亻旆动赁鞅谦唇忌桥缕埔讥麴狎测

8、珥3）ARM处理器内核/处理器核的分类1UnifiedCache内存管理流水线级别ThumbDSPJazelleARM7TDMI无无3有无无ARM7TDMI-S无无3有无无ARM710T/720T8kMMU3有无无ARM740T8k或4kMPU3有无无（1）ARM7T和ARM7EFamilyARM7EJ-S无无3有有有任袂嗡罐讠搔媒怀猩岁霞绗崴砒椠夂貔锿鲡尉滗也澳蒲粹齿牵奕乾炝陟逍越煊际桃狴戊洽贰幸