嵌入式系统及开发应用--ARM体系结构分析.ppt

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1、本资料来源嵌入式系统及开发应用第二讲ARM体系结构Outline2、ARM体系结构3、ARM编程模型工作状态CPU工作模式寄存器组织异常内存与IO1、嵌入式微处理器主流的嵌入式微处理器目前主流的嵌入式微处理器系列主要有ARM系列、MIPS系列、PowerPC系列、SuperH系列和X86系列等。属于这些系列的嵌入式微处理器产品很多，有上千种以上。Units(millions)Source:AndrewAllison,InsideTheNewComputerIndustry,January2001Em

2、beddedRISCProcessorShipments32位浪潮的到来Source:SemicoResearchCorp.andSIA/WSTSTotalMCU,bySub-Category(excl.DSP)TotalEmbeddedControlMarketShipmentsbyType总共约26亿个32位处理器付运，占总数96亿的27%2005年ARM为17亿个，约占32位总量的70%左右X86系列主要由AMD，Intel，NS，ST等公司提供，如：Am186/88、Elan520、嵌入式K

3、6，386EX、STPC等。主要应用在工业控制、通信等领域。国内由于对X86体系比较熟悉，得到广泛应用，特别是嵌入式PC的应用非常广泛。MPC/PPC系列Motorola推出的MPC系列，如MPC8XX。IBM推出PPC系列，如PPC4XX。主要应用在通信、消费电子及工业控制、军用装备等领域。MPC/PPC系列IBMPowerPC集成10/100Mbps以太网控制器、串行和并行端口、内存控制器以及其它外设的高性能嵌入式处理器。MotorolaMPC高度综合的SOC设备，它结合了PPC微处理器核心的功

4、能、通信处理器和单硅成分内的显示控制器。这个设备可以在大量的电子应用中使用，特别是在低能源、便携式、图象捕捉和个人通信设备。技术0.25微米CMoSSA-12E282Dhrystone2.1MIPS@200MHz375Dhrystone2.1MIPS@266MHz200/100/66/50MHz266/133/66/66MHz晶体数量480万电源消耗1.1瓦信号I/O300温度范围-40到80度电源供应2.5V(逻辑电路),3.3V(I/O)，支持5VI/Os456-Ball,EnhancedPBG

5、A(35mmx35mm)性能频率(CPU/SDRAM/PCI/EBC)封装PowerPC405GP技术规格*Dhrystone是一个综合性的基准测试程序，它是为了测试编译器和CPU处理整数指令和控制功能的有效性，人为地选择一些“典型指令综合起来形成的测试程序。ARM系列ARM(AdvancedRISCMachine)公司是一家专门从事芯片IP设计与授权业务的英国公司，其产品有ARM内核以及各类外围接口。ARM内核是一种32位RISC微处理器，具有功耗低、性价比高、代码密度高等三大特色。目前，90%的

6、移动电话、大量的游戏机、手持PC和机顶盒等都已采用了ARM处理器，许多一流的芯片厂商都是ARM的授权用户（Licensee），如Intel、Samsung、TI、Motorola、ST等，ARM已成为业界公认的嵌入式微处理器标准。ARMFamilyARM7™FamilyARM9™FamilyARM10™FamilyARM11™Family150DMIPS300DMIPS500DMIPS1000DMIPSARMCortex™FamilyARM720TARM1136JARM1176JZARM1026EA

7、RM920T/ARM922TARM926EJCortexAApplicationProcessorARM7TDMIARM1156T2ARM1026EARM946ECortexREmbeddedRTControllerARM7TDMIARM966EARM968ECortexMMicro-controllerARMArchitecture当前的主流ARM处理器ARM7世界上最为广泛使用的CPU之一<100MHzARM9100-300MHz1.7BARMPowredshipmentinyearof2005

8、,31%isARM9based.ARM11芯片已经面世ARM11300-700+MHzSIMD指令扩展支持更丰富的多媒体应用40家授权芯片公司，一些已开始量产FOMAN902iFirstARM11basedphoneOMAP2420i.MX31/i.MX31L目前最快的嵌入式处理器最快的处理器提供超过2000DMIPS的性能运行于1GHz频率(90nmor65nm制造工艺)功耗小于300mWARMCortexA8ApplicationProcessorCortex-M