ARM_Cortex-M3体系结构与优势.ppt

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1、ARMCortex-M3体系结构与优势北京精仪达盛科技有限公司本讲主要内容：(1)ARM公司与其体系结构概述(2)Cortex-M3体系结构与Stellaris系列简介(3)选择ARM处理器，ARM7还是Cortex-M3(4)我们公司的Cortex-M3产品展示1.1ARM公司与其体系结构概述ARM公司概述ARM产品特点ARM微处理器及其发展ARM公司概述ARM（AdvancedRISCMachines）既是一个公司的名字，也是对一类微处理器的通称，还可以认为是一种技术的名字。ARM公司1991年成立于英国剑桥，主要出售芯片设计技术的授权。目前，采用ARM技术知识

2、产权（IP）核的微处理器（即我们通常所说的ARM微处理器），已遍及工业控制、消费类电子产品、通信系统、无线系统等各类产品市场。基于ARM技术的微处理器，其应用占据了32位RISC处理器75%以上的市场份额。ARM技术正在逐步渗透到我们生活的各个方面。将一些在数字电路中常用但比较复杂的功能块（如FIR滤波器、SDRAM控制器、PCI接口等）设计成可修改参数的模块，让其他用户可以直接调用这些模块，这样就大大减轻了工程师的负担，避免重复劳动。ARM公司是专门从事基于RISC技术芯片设计开发的公司。世界各大半导体生产商从ARM公司购买其设计的ARM微处理器核，根据各自不同的

3、应用领域，加入适当的外围电路，从而形成自己的ARM微处理器芯片进入市场。目前，全世界有几十家大的半导体公司都使用ARM公司的授权，因此既使得ARM技术获得了更多的第三方工具、制造、软件的支持。又使得整个系统成本降低，产品更容易进入市场被消费者接受，更具竞争力。到目前为止，ARM处理器及技术的应用几乎已经深入到各个领域。ARM技术的实际产品展示：——汽车控制系统马达控制器车灯——汽车控制系统尾灯控制系统后车门控制系统前车门控制系统座椅控制系统发动器控制系统ARM产品特点采用RISC架构的ARM微处理器一般具有如下特点：体积小、功耗低、成本低、性能高；支持Thumb（1

4、6位）/ARM（32位）双指令集，能很好地兼容8位/16位器件；大量使用寄存器，指令执行速度更快；大多数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。ARM微处理器及其发展ARM微处理器的几个系列：ARM7系列、ARM9系列、ARM9E系列、ARM10E系列、SecurCore系列、Intel的XScale系列、Cortex系列。ARM体系结构的发展：（1）V1~V3版本；（2）V4T版本；（3）V5版本；（4）V6版本；（5）V7版本。ARM公司为新的ARMV7架构定义了三大分工明确的系列：“A”系列面向尖端的基于虚拟内存的操作系统和用户应

5、用；“R”系列针对实时系统；“M”系列针对微控制器和低成本应用系统。1.2Cortex-M3内核体系结构Cortex-M3简介Cortex-M3内核结构与优势LuminaryMicro的Stellaris系列Cortex-M3MCU简介Cortex-M3学习中把握什么ARM公司于2005年推出了Cortex-M3内核，就在当年ARM公司与其他投资商合伙成立了Luminary（流明诺瑞）公司，由该公司率先设计、生产与销售基于Cortex-M3内核的ARM芯片——Stellaris（群星）系列ARM。Cortex-M3内核是ARM公司整个Cortex内核系列中的微控制器

6、系列（M）内核，还是其它两个系列分别是应用处理器系列（A）与实时控制处理系列（R），这三个系列又分别简称为A、R、M系列，当然这三个系列的内核分别有各自不同的应用场合。Cortex-M3简介Cortex-M3内核主要是应用于低成本、小管脚数和低功耗的场合，并且具有极高的运算能力和极强的中断响应能力。Cortex-M3处理器采用纯Thumb2指令的执行方式，使得这个具有32位高性能的ARM内核能够实现8位和16位的代码存储密度。ARMCortex-M3处理器是使用最少门数的ARMCPU，核心门数只有33K，在包含了必要的外设之后的门数也只有60K，使得封装更为小型，成

7、本更加低廉。Cortex-M3采用了ARMV7哈佛架构，具有带分支预测的3级流水线，中断延迟最大只有12个时钟周期，在末尾连锁的时候只需要6个时钟周期。同时具有1.25DMIPS/MHZ的性能和0.19mW/MHZ的功耗。MIPS（Million Instructions Per Second）是CPU处理能力的一个指标，它的字面意思是每秒种执行指令的平均条数。MIPS/MHz，也就是系统时钟（CPU的工作时钟）为1M时，平均能够执行的指令数。这里面的D是什么意思？简单说吧：2个CPU，每个CLK都能执行一条指令，这个是相同的，都是“1MIPS/MHz”。但我们