ARM体系结构与内核

《ARM体系结构与内核》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02章ARM技术与ARM体系结构1.ARM体系结构版本2.ARM内核3.ARM流水线技术1.ARM体系结构版本计算机体系结构分类ARM版本及系列计算机体系结构分类两种典型的结构：冯·诺依曼结构哈佛体系结构冯·诺依曼结构冯·诺依曼机：将数据和指令都存储在存储器中的计算机。计算系统由一个中央处理单元（CPU）和一个存储器组成。存储器拥有数据和指令，并且可以根据所给的地址对它进行读或写。哈佛体系结构哈佛机：为数据和程序提供了各自独立的存储器。程序计数器只指向程序存储器而不指向数据存储器，这样做的后果是很难在哈佛机上编写出一个自修改的程序。独立的程序存储器和数据存储器为数

2、字信号处理提供了较高的性能。ARM 7使用冯·诺依曼体系结构。ARM9使用哈佛体系结构。ARM公司简介ARM是AdvancedRISCMachines的缩写，它是一家微处理器行业的知名企业，该企业设计了大量高性能、廉价、耗能低的RISC（精简指令集）处理器。1985年第一个ARM原型在英国剑桥诞生。公司的特点是只设计芯片，而不生产。它提供ARM技术知识产权（IP）核，将技术授权给世界上许多著名的半导体、软件和OEM厂商，并提供服务。ARM处理器的应用到目前为止，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

3、、99%的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。主要应用：消费类电子，无线、图像应用开放平台、存储、自动化、智能卡、SIM卡等。ARM处理器的三大特点：耗电少功能强、16位/32位双指令集、众多合作伙伴。将技术授权给其它芯片厂商形成各具特色的ARM芯片...各ARM体系结构版本ARM体系结构从最初开发到现在有了很大的改进，并仍在完善和发展。为了清楚地表达每个ARM应用实例所使用的指令集，ARM公司定义了7种主要的ARM指令集体系结构版本，以版本号V1～V7表示。ARM体系结构的基本版本版本版本变种系

4、列号处理器核V1V1ARM1ARM1V2V2ARM2ARM2V2aARM2aSARM3ARM3V3V3ARM6ARM6、ARM600、ARM610ARM7ARM7、ARM700、ARM710V4V4TARM7TDMI、ARM710T、ARM720T、ARM740TV4ARM8StrongARM、ARM8、ARM810V4TARM9ARM9TDMI、ARM920T、ARM940TV5V5TEARM9E-SARM10ARM10TDMI、ARM1020EV6V6ARM11ARM11、ARM11562-S、ARM1156T2F-S、ARM11JZF-SV7V7ARMCote

5、xARMCotex-A8、ARMCotex-R4、ARMCotex-M3ARM体系结构的基本版本命名规则ARM{x}{y}{z}{T}{D}{M}{I}{E}{J}{F}{-S}大括号内的字母是可选的，各个字母的含义如下：x——系列号，例如ARM7中的“7”、ARM9中的“9”；y——内部存储管理/保护单元，例如ARM72中的“2”、ARM94中的“4”；z——内含有高速缓存Cache；T——技持16位的Thumb指令集；D——支持JTAG片上调试；M——支持用于长乘法操作（64位结果）的ARM指令，包含快速乘法器；I——带有嵌入式追踪宏单元ETM（Embedded

6、TraceMacro），用来设置断点和观察点的调试硬件；E——增强型DSP指令（基于TDMI）；J——含有Java加速器Jazelle，与Java虚拟机相比，Java加速器Jazelle使Java代码运行速度提高了8倍，功耗降低到原来的80%；F——向量浮点单元；S——可综合版本，意味着处理器内核是以源代码形式提供的。这种源代码形式又可以被编译成一种易于EDA工具使用的形式。ARM体系结构的基本版本命名规则ARM命名规则举例ARM7TMDI是目前使用最广泛的32位嵌入式RISC处理器，属低端ARM处理器核。支持高密度16位的压缩Thumb指令集；支持片上调试Debu

7、g；支持64位乘法（Multiplier）；嵌入式Embeded-ICE,支持片上断点和调试点；ARM7TDMI的可综合（synthesizable）版本（软核），对应用工程师来说其编程模型与ARM7TDMI一致；ARM7TDMI-SARM版本Ⅰ：V1版架构该版架构只在原型机ARM1出现过，只有26位的寻址空间，没有用于商业产品。其基本性能有:基本的数据处理指令（无乘法）；基于字节、半字和字的Load/Store指令;转移指令，包括子程序调用及链接指令；供操作系统使用的软件中断指令SWI；寻址空间：64MB（226）。ARM版本Ⅱ：V2版架构该版架构对V1版进行