ARM处理器和架构(初

《ARM处理器和架构(初》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

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、内存管理单元4、ARM9异常1、ARM处理器概述ARM公司ARM公司总部位于英国剑桥，全称AdvancedRISCMachines独特的知识产权（IP）授权方式超过200家合作伙伴，包括Intel，IBM，SONY，NEC等ARM处理器ARM处理采用RISC架构，具有高性能、低成本、低耗能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

2、%的市场。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。ARM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SWIARM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v2a架构。支持乘法指令和乘

3、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ARM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ARM指令集体系

4、结构版本（4）V4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ARM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）ARM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

5、Jazelle技术支持SIMD（SingleInstructionMultipleData，单指令流多数据流）技术v6支持多微处理器内核ARM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ARM微处理器系列（1）ARM微处理器以及授权厂商

6、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。ARM微处理器系列（2）ARM7系列3级流水线低功耗的32位RISC处理器支持16位Thumb指令集典型处理速度为0.9MIPS/MHz，常见的系统主时钟为20MHz到133MHz适用于价位低、功耗低的消费类应用。ARM微处理器系列（3）ARM9系列5级流水线支持数据Cache和指令Cache增加对32位

7、ARM指令集的支持提供全性能的MMU，支持WindowsCE、Linux、PalmOS等多种主流嵌入式操作系统典型处理速度为1.1MIPS/MHzARM微处理器系列（4）ARM9E系列使用单一的处理器内核支持VFP9浮点处理协处理器提供微控制器、DSP、Java应用系统的解决方案增强的DSP处理能力，很适合于那些需要同时使用DSP和微控制器的应用场合ARM微处理器系列（5）ARM10E系列采用新的体系结构，支持VFP10浮点处理协处理器典型处理速度为1.25MIPS/MHz采用了两种先进的节能方式ARM微处理器系列（6

8、）ARM11系列8级流水线，通过forwarding技术来避免流水线太长造成的执行效率降低允许用户在向要求授权时选择是否包括浮点处理器内核媒体处理能力强，功耗低，特别适合用于无线和消费类电子产品高数据吞吐量和高性能适合网络应用高实时性，能够满足高端的嵌入式实时应用系统ARM微处理器系列（7）Cortex系列分为三个系列：Corte