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1、嵌入式系统及应用第四章ARMCPU及其编程模型ARMCPU简介ARM编程模型ARM系列CPUARM(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
2、标准。ARM处理器的分类结构体系版本(Architecture)ARMv4TARMv5TEARMv6ARMCortex(v7)ProcessorFamilyARM7ARM9ARM10ARM11ARMCortex按应用特征分类应用处理器ApplicationProcessor实时控制处理器Real-timeController微控制器Micro-controller特征:MMU,Cache最快频率、最高性能、合理功耗特征:MPU,Cache实时响应、合理性能、较低功耗特征:nosub-memorysystem一般性能、最低成本、极低功耗v4v5T
3、ESA110v4TARM720TARM7TDMI-SARM920TARM940TARM922TARM966E-SARM946E-SARM1020Ev5TEJ/Jazellev6/JazelleARM7EJ-SARM926EJ-SARM1026EJ-SARM11Micro-ArchitectureRoadmapofARMV4/V5/V6ARMFamilyARM7™FamilyARM9™FamilyARM10™FamilyARM11™Family150DMIPS300DMIPS500DMIPS1000DMIPSARMCortex™FamilyARM
4、720TARM1136JARM1176JZARM1026EARM920T/ARM922TARM926EJCortexAApplicationProcessorARM7TDMIARM1156T2ARM1026EARM946ECortexREmbeddedRTControllerARM7TDMIARM966EARM968ECortexMMicro-controllerARMArchitecture系列相应产品性能特点ARM7系列ARM7TDMI,ARM7TDMI-S,ARM720T,ARM7EJ三级流水性能:0.9MIPS/MHz,可达到130MI
5、Ps(Dhrystone2.1)ARM9系列ARM920T,ARM922T五级流水,性能:1.1MIPS/MHz,可达300MIPS(Dhrystone2.1),单32-bitAMBAbus接口,支持MMUARM9E系列ARM926EJ-S,RM946E-S,ARM966E-S,ARM968E-S,ARM996HS五级流水,支持DSP指令。性能:1.1MIPS/MHz,可达300MIPS(Dhrystone2.1),高性能AHB,软核(softIP)ARM10系列ARM1020E,ARM1022EARM1026EJ-S6级流水支持分支预测(br
6、anchprediction),支持DSP指令。性能:1.35MIPS/MHz,可达430+Dhrystone2.1MIPS,,可选支持高性能浮点操作,双64位总线接口,内部64位数据通路系列相应产品性能特点ARM11系列ARM11MPCore,ARM1136J(F)-S,ARM1156T2(F)-S,ARM1176JZ(F)-S8级流水线(9级ARM1156T2(F)-S),独立的load-store和arithmetic流水线,支持分支预测和返回栈(ReturnStack)。强大的ARMv6指令集,支持DSP,SIMD(SingleInst
7、ructionMultipleData)扩展,支持ARMTrustZone、Thumb-2核心技术。740Dhrystone2.1MIPS,低功耗0.6mW/MHz(0.13µm,1.2V)Cortex系列Cortex-A8,Cortex-M3,Cortex-R4Cortex-A系列:面向用于复杂OS和应用的应用处理器(applicationsprocessors),支持ARM,ThumbandThumb-2指令集。Cortex-R系列:面向嵌入式实时领域的嵌入式处理器,支持ARM,Thumb,和Thumb-2指令集。Cortex-M系列:面向
8、深嵌入式价格敏感的嵌入式处理器,只支持Thumb-2指令集SecurCore系列SecurCoreSC100,SecurCoreSC200用于Smar