第3章 ARM微处理器体系结构ppt课件.ppt

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1、嵌入式系统第三章ARM体系结构河南科技大学吴贵芳本节提要132ARM嵌入式微处理器概述ARM编程模型ARMJTAG调试接口4嵌入式处理器S3C24105ARM920T核嵌入式处理器概述嵌入式微处理器是所有嵌入式系统的核心。目前32位嵌入式微处理器是市场的主流。32位嵌入式微处理器市场，我们可以发现超过100家的芯片供应商和近30种指令体系结构。在1996年以前，最成功的嵌入式微处理器是Motorola公司的68000系列。其它的例如Intel公司的I960、Motorola公司的Coldfire、Sun公司的Sparc。嵌入式处理器概述目前使用最广泛、市场占有

2、率最高是ARM公司的ARM系列、MIPS公司的MIPS系列。ARM和MIPS都知识产权公司，他们把微处理器IP技术授权给半导体厂商，由他们生产形态各异的微处理器芯片。下面介绍嵌入式处理器的主要评价指标。嵌入式处理器评价指标（1）功耗：一般嵌入式微处理器有三种运行模式：运行模式（operational）；待机模式（standbyorpowerdown）；停机模式（andclock-off）。代码存储密度：传统的CISC型计算机具有较好的代码存储密度。而RISC型计算机往往需要更多的指令来完成同样的功能，从而增加了代码长度。解决办法：ARM兼容16位的Thumb指

3、令集，MIPS则采用MIPS16方法来解决这个问题。嵌入式处理器评价指标（2）集成度：嵌入式微处理器一般都为专用市场设计的，需要较高的集成度。尽可能多的集成的外围设备也不是一种好的解决方案。缺点：芯片设计和使用都会变得复杂，芯片引脚变密，开发周期长。多媒体加速：为实现多媒体加速功能，嵌入式微处理器需要专用的指令和硬件。一些半导体厂商针将微处理器和DSP集成在一个芯片上，如TI的OMAP（一款多普达手机的微处理器）。ARM简介ARM——AdvancedRISCMachinesARM——32位RISC结构IP核提供商ARMLtd成立于1990年11月前身为Acor

4、n计算机公司AdvancedRISCMachine(ARM)主要设计ARM系列RISC处理器内核授权ARM内核给生产和销售半导体的合作伙伴ARM公司不生产芯片IP(IntelligenceProperty)另外也提供基于ARM架构的开发设计技术软件工具,评估板,调试工具,应用软件,总线架构,外围设备单元，等等ARM微处理器的应用领域工业控制领域无线通讯领域网络应用消费电子产品成像和安全产品ARM处理器的应用当前广泛应用于消费类电子领域；到目前为止，基于ARM技术的微处理器应用约占据了32位嵌入式微处理器75％以上的市场份额全球80%的GSM/3G手机、99%的

5、CDMA手机以及绝大多数PDA产品均采用ARM体系的嵌入式处理器“掌上计算”相关的所有领域皆为其所主宰。ARM技术正在逐步渗入到生活的方方面面。ARM微处理器系列ARM7系列ARM9系列ARM9E系列ARM10E系列ARM11系列SecurCore系列Cortex系列Intel的StrongARM和Xscale系列ARM的发展历程-3ARM微处理器特性项目ARM7ARM9ARM10ARM11流水线3568典型频率（MHz）80150260335功耗（mW/MHz）0.060.19（+cache）0.5（+cache）0.4（+cache）性能MIPS**/MH

6、z0.971.11.31.2架构冯诺伊曼哈佛哈佛哈佛乘法器83283216321632ARM体系结构的命名规则ARM{X}{y}{z}{T}{D}{M}{I}{E}{J}{F}{-S}x——系列y——存储管理/保护单元z——CacheT——Thumb16位译码器D——JTAG调试器M——快速乘法器I——嵌入式跟踪宏单元E——增强DSP指令J——JazelleF——向量浮点单元S——可综合版本，以源代码形式提供的ARM核ARM处理器的3大特点如下：小体积、低功耗、成本低、高性能；16位/32位双指令集；全球众多的合作伙伴。当前ARM体系结构的扩充包括：

7、Thumb:16位指令集，用以改善代码密度；DSP：用于DSP应用的算术运算指令集；Jazeller：允许直接执行Java代码的扩充。ARM处理器系列提供的解决方案包括：在无线、消费电子和图像应用方面的开放平台；存储、自动化、工业和网络应用的嵌入式实时系统；智能卡和SIM卡的安全应用。ARM处理器的特点ARM授权费IPARM创造和设计IPPartner产品，例如：芯片Partner把ARMIP和其他IP集成进产品OEMCustomer版权费单价OEM用来自ARMPartner的芯片设计制造最终用户产品业务拓展/市场格局ARM的业务模型目前可以提供ARM芯片的著

8、名半导体公司有INTEL、德州仪器、三