2ARM技术概述.ppt

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1、第二章ARM技术概述ARM概述ARM体系结构Thumb技术介绍一、ARM概述ARM是什么？AdvancedRISCMachines一个公司的名字——英国知识产权核（IP）设计公司一种技术的名字（ARM微处理器核）一类微处理器的通称ARM微处理器的应用领域及特点ARM处理器市场覆盖率最高、发展趋势广阔基于ARM技术的32位微处理器，市场的占有率目前已达到80%。绝大多数IC制造商都推出了自己的ARM结构芯片。我国的中兴集成电路、大唐电讯、中芯国际和上海华虹，以及国外的一些公司如德州仪器、意法半导体、Philips、Intel、S

2、amsung等都推出了自己设计的基于ARM核的处理器。应用一：工业控制领域作为32的RISC架构，基于ARM核的微处理器芯片不但占据了高端微处理器市场的大部分市场份额，同时也逐渐向低端微控制器应用领域扩展，ARM微处理器的低功耗、高性价比，向传统的8位/16位微控制器提出了挑战。应用二：无线通讯领域目前已有超过85%的无线通讯设备采用了ARM技术，ARM以其高性能和低成本，在该领域的地位日益巩固。应用三：网络设备随着宽带技术的推广，采用ARM技术的ADSL芯片正逐步获得竞争优势。此外，ARM在语音及视频处理上进行了优化，并获得

3、广泛支持，也对DSP的应用领域提出了挑战。应用四：消费类电子产品ARM技术在目前流行的数字音频播放器、数字机顶盒和游戏机中得到广泛采用。应用五：成像和安全产品现在流行的数码相机和打印机中绝大部分采用ARM技术。手机中的32位SIM智能卡也采用了ARM技术。ARM处理器的使用量ARM处理器的特点:1、体积小、低功耗、低成本、高性能；2、支持Thumb（16位）/ARM（32位）双指令集；3、大量使用寄存器，指令执行速度更快；4、大多数数据操作都在寄存器中完成；5、寻址方式灵活简单，执行效率高；6、指令长度固定；几个重要概念：冯·

4、诺依曼体系结构模型指令寄存器控制器数据通道输入输出中央处理器存储器程序指令0指令1指令2指令3指令4数据数据0数据1数据2总线冯·诺依曼体系的特点1）数据与指令都存储在同一存储区中，取指令与取数据利用同一数据总线。2）被早期大多数计算机所采用3）ARM7——冯诺依曼体系结构简单,但速度较慢。取指不能同时取数据哈佛体系结构模型指令寄存器控制器数据通道输入输出中央处理器程序存储器指令0指令1指令2数据存储器数据0数据1数据2总线总线哈佛体系结构的特点1）程序存储器与数据存储器分开.2）提供了较大的存储器带宽，各自有自己的总线。3）

5、适合于数字信号处理.4）大多数DSP都是哈佛结构.5）ARM9是哈佛结构6）取指和取数在同一周期进行，提高速度.改进哈佛体系结构分成三个存储区：程序、数据、程序和数据共用。CISC：复杂指令集（ComplexInstructionSetComputer）具有大量的指令和寻址方式8/2原则：80%的程序只使用20%的指令大多数程序只使用少量的指令就能够运行。CISCCPU包含有丰富的单元电路，因而功能强、面积大、功耗大。RISC：精简指令集（ReducedInstructionSetComputer)只包含最有用的指令，提供简单

6、的操作。确保数据通道快速执行每一条指令Load-store结构——处理器只处理寄存器中的数据，load-store指令用来完成数据在寄存器和外部存储器之间的传送。使CPU硬件结构设计变得更为简单，RISCCPU包含较少的单元电路，因而面积小、功耗低主要差别：寄存器RISC指令集拥有更多的通用寄存器，每个可以存放数据和地址，寄存器为所有的数据操作提供快速的存储访问。CISC指令集多用于特定目的的专用寄存器。LOAD–STORE结构RISC结构CPU仅处理寄存器中的数据，采用独立的、专用的LOAD–STORE指令来完成数据在寄存器

7、和外存之间的传送。（访存费时，处理和存储分开，可以反复的使用保存在寄存器中的数据，而避免多次访问外存）。CISC结构能直接处理存储器中的数据。二、ARM体系结构ARM系列产品表示ARM926EJ-S系列7:ARM79:ARM910:ARM1011:ARM11存储管理/保护单元2:Cache,MMU（存储器管理单元）4:Cache,MPU（存储器保护单元）6:Writebuffer,nocacheCache0:Cachesize(4-128KB)2:Reducedcachesize6:TCM（紧耦合存储器）可综合版本Extens

8、ionsE:DSPextensionJ:JazelleextensionT:Thumbsupport…标志含义说明T支持Thumb指令集Thumb指令集版本1：ARMv4TThumb指令集版本2：ARMv5TD片上调试（JTAG调试器）用来发送和接收处理器内核和测试仪器之间调