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第 1章 ARM微处理器概述/ ~( ?; X* \4 O: u$ B& p
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。1 C; Q f( k& v0 \6 k# Q
本章主要内容：, p4 s- y6 B1 u5 y9 I$ g
－ ARM及相关技术简介
' R8 i: ?0 s& l" m' ~# c9 lARM微处理器的应用领域及特点
+ n2 P# ]9 t6 R# P0 L3 |7 r, TARM微处理器系列4 i6 ?: f: p4 [- N! V0 ?3 c
ARM微处理器的体系结构
, {0 G. }" \+ |$ t' Y! G+ Z) u' sARM微处理器的应用选型+ }; ]4 r( f7 Y9 J
1.1 ARM－Advanced RISC Machines
9 E+ F' O9 J# @& v* g9 [ARM（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& H5 U! a7 _7 t ?
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。7 R3 C3 f' o4 I
1.2ARM微处理器的应用领域及特点
) |% N8 g4 C+ ~# D1.2.1ARM微处理器的应用领域
* R$ R; E1 n& Z7 S" A2 t- u1 P( ]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：" [# U. o2 o+ Y* r7 q
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1 s3 Q8 G, _9 H6 i, H4 K$ U" c% k
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、
. K2 w1 N. l; {9 ]0 V高性价比，向传统的 8位/16位微控制器提出了挑战。, h2 B4 n _6 }" h# j4 T
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。
; q, z& V% [5 R" z% A3、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。
. v/ x3 R8 I% x8 a# i; g; x1 h8 F/ I) x4、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。
! W& J% M3 q7 G- A$ z/ @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。
% o9 P: d5 W; I; @7 K1 j" s! d1.2.2 ARM微处理器的特点. N6 G) C( e" e: |3 I: e
采用 RISC架构的ARM微处理器一般具有如下特点： }$ p' `' v2 y$ g$ T& b* l. Q" E
1、体积小、低功耗、低成本、高性能；
/ e' W% |+ K% Z! P/ m2 B: t2、支持 Thumb（16位）/ARM（32位）双指令集，能很好的兼容 8位/16位器件；1 V, ?* c/ i, U+ E5 k- r: ^
3、大量使用寄存器，指令执行速度更快；0 H3 K/ b5 r1 V% z
4、大多数数据操作都在寄存器中完成；
B& o; p: X6 x( @5、寻址方式灵活简单，执行效率高；; W+ u5 v0 U! q$ U- F. C C
6、指令长度固定；6 V1 R7 _' d( Z
1.3 ARM微处理器系列. N1 x. F# Z, _% U A5 r) L" ?
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% l7 L7 P1 _7 m+ U7 K
ARM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。& V; Q+ z8 b k
ARM7系列
* S( d4 K( y, c( j5 s7 bARM9系列1 G. G4 S4 K5 z: g: }
ARM9E系列' X! V) y9 }3 w% N& H
ARM10E系列* k! F! o$ h% D
SecurCore系列
& d& m x5 `) ?( P& vInter的 Xscale
6 I: u3 x: s$ t+ Z. o1 O6 J( yInter的 StrongARM
1 d+ e% H: b$ ?4 o+ F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。5 E! G: B) O+ R5 g' K
以下我们来详细了解一下各种处理器的特点及应用领域。
+ Q* [8 N* n9 y- A3 K% ^1.3.1 ARM7微处理器系列% G* A( i0 Q8 u" m2 F0 y; `
ARM7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：* M2 V. ?2 }3 ^( |
具有嵌入式 ICE－RT逻辑，调试开发方便。
- o, N9 v+ G# {; C9 }极低的功耗，适合对功耗要求较高的应用，如便携式产品。
9 t1 O) c/ Z I( {& I能够提供 0.9MIPS/MHz的三级流水线结构。
@ {. k1 [# t, Z5 H代码密度高并兼容 16位的 Thumb指令集。 D8 f6 T! f4 L; ~# M/ a
对操作系统的支持广泛，包括 Windows CE、linux、Palm OS等。) i' r' L: e2 S' a' [4 s5 G* \
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。
9 J/ D2 }. G; [ _* P. }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。) j. M% z. s1 o' |; M) I7 _8 \! p, 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。
$ X( B( c' J. h+ R; xARM7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) D2 _$ x, d' `0 P0 _! R
ARM处理器核。TDMI的基本含义为：" Q) @5 U" ]6 B! \
T：支持 16为压缩指令集 Thumb；2 l' Y% x. U% c$ X6 O
D：支持片上 Debug；
$ U2 f u$ G( ^5 E# n. Y- Y7 ]/ q5 n" M2 F j$ b; q0 C
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发表于 2022-7-26 10:59
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