《ARM处理器和架构》PPT课件

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1、第2章ARM处理器和架构提纲1、ARM处理器概述2、ARM9处理器架构3、ARM9处理器内存管理4、ARM9异常处理ARM是什么？1、ARM处理器概述ARM公司简介ARM公司总部位于英国剑桥，全称AdvancedRISC（ReducedInstructionSetComputer即精简指令集计算机）MachinesARM公司是apple、nokia、Acorn、VLSI、Technology等公司的合资企业。独特的知识产权（IP）授权方式，本身不直接从事芯片生产，靠转让设计许可由合作公司生产各具特色的芯片。超过200家合作伙伴，包括Intel，IBM，SONY，NEC等A

2、RM设计了大量高性能、廉价、耗能低的RISC处理器、相关技术及软件。ARM产品简介ARM处理器ARM处理采用RISC架构，具有高性能、低成本、低耗能、合作伙伴众多等特点应用范围极广，包括消费电子、工业控制、通信系统、网络系统、军工项目ARM系列产品ARM7系列ARM9系列ARM9E系列ARM10E系列ARM11系列SecurCore系列Intel的StrongARMIntel的Xscale1.2ARM指令集体系结构版本（1）ARM主要采用32位指令集，占据了32位RISC处理器80%的市场。2011年，ARM的客户报告了79亿ARM处理器出货量，占有95％的智能手机，90

3、％的硬盘驱动器，40％的数字电视和机顶盒，15％的单片机，和20％的移动电脑。从成立至今，总共推出了7个版本的体系结构，不仅引入了Thumb16位指令集，而且在性能上也不断提高。1.2ARM指令集体系结构版本（2）V1版本该版本并未商业化，而只在原型机ARM1上出现过寻址空间为64M只提供基本的数据处理指令，甚至不包含乘法指令提供基于字节、字、多字的Load/store存储器访问指令子程序调用指令（BL）和链接指令完成操作系统调用的软件中断指令SWI1.2ARM指令集体系结构版本V2版本是V1版本的扩展，它还包括一个扩展版本v2a。ARM2采用了v2版本，而ARM3则是v

4、2a架构。支持乘法指令和乘加指令支持协处理器操作指令对于快中断（FIQ）提供影子寄存器支持支持SWP和SWPB指令1.2ARM指令集体系结构版本（3）V3版本是ARM被大规模使用的开始地址空间扩展到32位，而且向前兼容（除了v3g子版本以外）26位的地址空间增加CPSR（CurrentProgramStatusRegister，当前程序状态寄存器）和SPSR（SavedProgramStatusRegister，备份程序状态寄存器）增加了两条指令：MRS指令和MSR指令增加了中止(Abort)和未定义两种异常模式改进了从异常返回的指令1.2ARM指令集体系结构版本（4）V

5、4版本是被最广泛应用的ARM体系结构ARM7、ARM9、StrongARM都采用v4架构引入了Thumb状态增加了系统模式增加了对有符号、无符号半字和有符号字节的存/取指令1.2ARM指令集体系结构版本（5）v5版本ARM9E、ARM10和XScale都采用v5架构。提高了ARM指令集和Thumb指令集的混合使用的效率增加了前导零计数（CLZ）指令引入了软件断点(BKPT)指令增加了数字信号处理指令（v5TE版）1.2ARM指令集体系结构版本（6）v6版本ARM11处理器采用V6版本具备高性能定点DSP功能引入全新Jazelle技术支持SIMD（SingleInstruc

6、tionMultipleData，单指令流多数据流）技术v6支持多微处理器内核1.2ARM指令集体系结构版本（7）v7版本是目前为止ARM处理器体系结构的最高版本定义了三大系列：“A”，”R”，”M”采用了Thunmb-2技术采用NEON技术，即进阶SIMD延伸集支持改良的浮点运算支持改良的运行环境，以迎合不断增加的JIT（JustInTime）和DAC（DynamicAdaptiveCompilation）技术的使用1.2ARM指令集体系结构版本（8）2011年10月ARM终于宣布了自己的第一个64位指令集处理器架构“ARMv8”，引入了一个全新指令集A64。目前的AR

7、Mv7架构的主要特性都将在ARMv8架构中得以保留或进一步拓展iphone5s采用A7处理器，A7是全球首款被用于智能手机上的ARM架构64位处理器1.3ARM微处理器系列ARM微处理器以及授权厂商基于ARM体系结构设计的微处理器现在主要有下面几个系列：ARM7系列，ARM9系列，ARM9E系列，ARM10E系列，ARM11系列，Cortex系列，SecurCore系列，StrongARM系列和XScale系列。其中ARM7、ARM9、ARM9E和ARM10为4个通用处理器系列，每一个系列都提供一套相对独特的性能来满足不同应用