第3章 基于ARM的处理器体系结构ppt课件.ppt

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1、第3章基于ARM的处理器体系结构嵌入式系统1哈尔滨工业大学(威海)通信工程系主要内容3.1ARM体系结构3.1.1ARM微处理器结构3.1.2ARM工作状态3.1.3ARM微处理器的寄存器组织3.1.4ARM微处理器的指令结构3.2ARM9处理器简介3.2.1与ARM7处理器的比较3.2.2OMAP5912处理器简介2哈尔滨工业大学(威海)通信工程系ARM简介ARM即AdvancedRISCMachines的缩写。1985年4月26日，第一个ARM原型在英国剑桥的Acorn计算机有限公司诞生，由美国加州SanJoseVLSI技

2、术公司制造。20世纪80年代后期，ARM很快开发成Acorn的台式机产品，形成英国的计算机教育基础。1990年成立了AdvancedRISCMachinesLimited。3哈尔滨工业大学(威海)通信工程系ARM简介20世纪90年代，ARM32位嵌人式RISC（ReducedInstructionSetComputer）处理器扩展到世界范围，占据了低功耗、低成本和高性能的嵌入式系统应用领域的领先地位。32位RISC处理器受到青睐，领先的是ARM嵌入式微处理器系列。ARM公司虽然只成立10多年，但在1999年因移动电话火爆市场，

3、其32位RISC处理器占市场份额超过了50%，2001年初，ARM公司的32位RISC处理器市场占有率超过了75%。4哈尔滨工业大学(威海)通信工程系ARM是什么？AdvancedRISCMachines一个公司的名字——英国知识产权核（IP）设计公司一类微处理器的通称一种技术的名字（ARM微处理器核）5ARM－AdvancedRISCMachines基于ARM技术的32位微处理器，市场的占有率目前已达到80%将技术授权给其它芯片厂商形成各具特色的ARM芯片中兴集成电路、大唐电讯、中芯国际、上海华虹6应用领域无线通信领域：手机

4、、PDA消费类电子产品：数字媒体播放器、游戏机网络应用：语音及视频处理、数字机顶盒、VoIP成像和安全产品：数码相机、打印机、SIM智能卡工业控制与仪器仪表：其他领域ARM－AdvancedRISCMachines7ARMPoweredProductsLexmarkZ52ColorJetprinterSamsungML5100AJVC"Pixstar"GC-X1HPJornado820PsionRevoPlusHPCapShareSonyMZ-R90MiniDiscNokia8810NokiaMediamasterNinten

5、doGameboyAdvanceEricssonR380AlbaBushInternetTV3Com10/100PCINICIomegaHipZipDiamondMultimediaRio60083.1ARM体系结构3.1.1ARM微处理器结构1.RISC设计思想传统的复杂指令集计算机（ComplexInstructionSetComputer，CISC）结构有其固有的缺点，即随着计算机技术的发展而不断引入新的复杂的指令集，为支持这些新增的指令，计算机的体系结构会越来越复杂。9哈尔滨工业大学(威海)通信工程系3.1.1AR

6、M微处理器结构1.RISC设计思想1979年加州大学伯克利分校提出了RISC的概念。RISC是一种设计思想，其目标是设计出一套能在高时钟频率下单周期执行、简单而有效的指令集。RISC的设计重点在于降低由硬件执行的指令的复杂度，因此，RICS设计对编译器有更高的要求。10哈尔滨工业大学(威海)通信工程系RISC体系结构●RISC特点如下：精简指令集计算机RISC结构的产生是相对于传统的复杂指令集计算机CISC结构而言的。11CISC（ComplexInstructionSetComputer）复杂指令集计算机具有大量的指令和寻址

7、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。12RISC（ReducedInstructionSetComputer）精简指令集计算机指令规整、对称、简单。指令小于100条，基本寻址方式有2~3种。单周期指令。指令字长度一致，单拍完成，便于流水操作。大量的寄存器。寄存器不少于32个。数据处理器的指令只对寄存器的内容操作。只有加载／存储指令可以访问存储器。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

8、而面积小、功耗低133.1.1ARM微处理器结构CISC与RISC的不同14哈尔滨工业大学(威海)通信工程系RISC和CISC之间的主要区别指标RISCCISC指令集一个周期执行一条指令，通过简单指令的组合实现复杂操作；指令长度固定指令长度不固定，执行需要多个周期流水线流水线