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第 1章 ARM微处理器概述4 E' ?# M+ i$ f1 o
本章简介ARM微处理器的一些基本概念、应用领域及特点，引导读者进入ARM技术的殿堂。
; L8 b5 x8 T/ |' |; |本章主要内容：
0 \0 I/ B9 R0 b) \8 \3 I－ ARM及相关技术简介
% y* S. t4 n2 |. CARM微处理器的应用领域及特点# W7 j2 W( v2 L7 s
ARM微处理器系列
) @* g6 p( n& D- G( rARM微处理器的体系结构
) D( [' ~% F3 H, s- t2 MARM微处理器的应用选型
1 |& v* m# m9 {7 k1 B0 h* |1.1 ARM－Advanced RISC Machines
* n4 D0 k4 u0 Z/ e1 p/ f' EARM（Advanced RISC Machines），既可以认为是一个公司的名字，也可以认为是对一类微处理器的通称，还可以认为是一种技术的名字。1991年ARM公司成立于英国剑桥，主要出售芯片设计技术的授权。目前，采用ARM技术知识产权（IP）核的微处理器，即我们通常所说的ARM微处理器，已遍及工业控制、消费类电子产品、通信系统、网络系统、无线系统等各类产品市场，基于 ARM技术的微处理器应用约占据了32位RISC微处理器75％以上的市场份额,ARM技术正在逐步渗入到我们生活的各个方面。ARM公司是专门从事基于RISC技术芯片设计开发的公司，作为知识产权供应商，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，世界各大半导体生产商从 ARM公司购买其设计的 ARM 微处理器核，根据各自不同的应用领域，加入适当的外围电路，从而形成自己的 ARM 微处理器芯片进入市场。目前，全世界有几十家大的半导体公司都使用 ARM 公司的
1 {- e' g8 a$ H3 m: V/ c授权，因此既使得 ARM技术获得更多的第三方工具、制造、软件的支持，又使整个系统成本降低，使产品更容易进入市场被消费者所接受，更具有竞争力。% ^9 [8 c" ~6 y3 C, S
1.2ARM微处理器的应用领域及特点
8 X- M' q# G: [, m% a% l5 Z1.2.1ARM微处理器的应用领域# t3 o; B/ o# ] l! E
到目前为止，ARM微处理器及技术的应用几乎已经深入到各个领域：" r" ]1 Z9 X0 n( ?( n
1、工业控制领域：作为 32 的 RISC 架构，基于 ARM 核的微控制器芯片不但占据了高端微控7 Q+ E9 W: S3 t0 t& `
制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微控制器的低功耗、8 I; W! e: Y u4 Q# `. n
高性价比，向传统的 8位/16位微控制器提出了挑战。1 E, f/ |- J P. ]
2、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。, l- R4 e3 G! \8 w, E4 X4 e9 H4 W
3、网络应用：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行了优化，并获得广泛支持，也对DSP的应用领域提出了战。" H. Q6 W, d5 ^! h9 J4 S" B# q) B7 U; d
4、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。6 S. L; A$ r* v, g
5、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。除此以外，ARM微处理器及技术还应用到许多不同的领域，并会在将来取得更加广泛的应用。: O( f; W# Q5 \0 ?! L+ l7 j
1.2.2 ARM微处理器的特点. _8 o7 Z- Y2 z9 b ?/ T
采用 RISC架构的ARM微处理器一般具有如下特点：
0 B; b7 ]' N# @ n0 i$ f" i1、体积小、低功耗、低成本、高性能；
1 o2 `; ?/ G& [. S; W: L' p% ^0 H! W! B2、支持 Thumb（16位）/ARM（32位）双指令集，能很好的兼容 8位/16位器件；
( ~; p |$ s/ K/ P% V; X3、大量使用寄存器，指令执行速度更快；1 v! ]. n8 K% u) e6 F
4、大多数数据操作都在寄存器中完成；/ I0 A1 r! p) u8 { l; |6 e9 C% C* E
5、寻址方式灵活简单，执行效率高；0 n/ c) o0 _- a- a2 Y
6、指令长度固定；
+ A7 K2 M& E8 a; ?( Q+ t1.3 ARM微处理器系列9 G. M! i9 c( l& R0 k' q1 @! D6 C
ARM微处理器目前包括下面几个系列，以及其它厂商基于 ARM体系结构的处理器，除了具有
* Q P8 R! F' l7 Y$ I( aARM体系结构的共同特点以外，每一个系列的 ARM微处理器都有各自的特点和应用领域。
8 d" L' H* d; d. L& Q; ~ARM7系列
2 }& O: q9 G- ]$ A! }7 yARM9系列* \8 H7 R! w/ L( S' J4 o5 C% @
ARM9E系列
" {; M5 w. z8 C8 f, I ZARM10E系列
8 a! Q; Z' W$ x, TSecurCore系列
8 Z5 O+ L2 i! a! b# gInter的 Xscale
5 m1 _# v* {+ m7 ?# iInter的 StrongARM/ Y7 H0 w% t& F1 w' R" V
其中，ARM7、ARM9、ARM9E和 ARM10为 4个通用处理器系列，每一个系列提供一套相对独特的性能来满足不同应用领域的需求。SecurCore系列专门为安全要求较高的应用而设计。
, l- ^/ V5 j6 H! @" K7 \# G以下我们来详细了解一下各种处理器的特点及应用领域。6 t1 p0 Z9 n! G, Q* ]7 y
1.3.1 ARM7微处理器系列
9 t- W0 t% w. W! u, f: SARM7系列微处理器为低功耗的32位RISC处理器，最适合用于对价位和功耗要求较高的消费类应用。ARM7微处理器系列具有如下特点： \- Y& z) }6 R' W7 I1 G5 H+ ^
具有嵌入式 ICE－RT逻辑，调试开发方便。- ~ @, z9 K9 Z! p( m, z( [3 A
极低的功耗，适合对功耗要求较高的应用，如便携式产品。
! t* O1 J# G) f8 S能够提供 0.9MIPS/MHz的三级流水线结构。
9 e2 T8 F$ ~$ E/ ?2 Y0 h! n- B代码密度高并兼容 16位的 Thumb指令集。
+ q" w2 G* U8 F对操作系统的支持广泛，包括 Windows CE、linux、Palm OS等。
. s* Y4 g2 `5 `+ @4 m7 d! C( Y% {指令系统与 ARM9系列、ARM9E系列和 ARM10E系列兼容，便于用户的产品升级换代。
. ?/ n/ V2 m2 U4 D主频最高可达 130MIPS，高速的运算处理能力能胜任绝大多数的复杂应用。- g7 r- U" j# |
ARM7系列微处理器的主要应用领域为：工业控制、Internet设备、网络和调制解调器设备、移动电话等多种多媒体和嵌入式应用。
# j( x8 x( S5 W/ R8 R- [ARM7系列微处理器包括如下几种类型的核：ARM7TDMI、ARM7TDMI-S、ARM720T、ARM7EJ。其中，ARM7TMDI是目前使用最广泛的32位嵌入式RISC处理器，属低端) G5 |- I7 h- P+ T& k1 R- s1 U
ARM处理器核。TDMI的基本含义为：
5 b5 V. b2 G. M& K ]# d. \% o2 t3 Z1 qT：支持 16为压缩指令集 Thumb；
, c" F4 r& Z5 [$ |' uD：支持片上 Debug；1 f- S* y. y6 }/ [% u9 J3 q
" m; f2 l* ?3 r
0 o( J3 x. Q j' x9 Q! b# u0 K4 f% m1 [' D* C! t
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发表于 2022-7-26 10:59
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