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ARM 系列微处理器简介:
- C0 O9 g( ]% f% a1.1 什么是 ARM
$ b/ `9 D6 y& s: vARM(Advanced RISC Machines)有三种含义,它是一个公司的名称,是一类微处理器的通称,还是一种技术的名称。ARM 公司是微处理器行业的一家知名企业,设计了大量高性能、廉价、低耗能的 RISC(Reduced Instruction Set Computing,精简指令集计算机处理器)芯片,并开发了相关技术和软件。ARM 处理器具有性能高、成本低和能耗低的特点,适用于嵌入式控制、消费/教育类多媒体、DSP 和移动式应用等领域。ARM 公司本身不生产芯片,靠转让设计许可,由合作伙伴公司来生产各具特色的芯片。ARM 这种商业模式的强大之处在于其价格合理,它在全世界范围的合作伙伴超过 100 个,其中包括许多著名的半导体公司。ARM 公司专注于设计,设计的芯片内核耗电少,成本低,功能强,特有 16/32 位双指令集。ARM 已成为移动通信、手持计算和多媒体数字消费等嵌入式解决方案的 RISC 实际标准。7 s- X1 T$ c( ^) g& _
0 z6 C( P/ T( k! C. s1.2 ARM 体系结构的命名规则) V! W, K# X& d: Y2 `. q
ARM 体系结构是 CPU 产品所使用的一种体系结构,ARM 公司开发了一套拥有知识产权的 RISC 体系结构的指令集。每个 ARM 处理器都有一个特定的指令集架构,而一个特定的指令集架构又可以由多种处理器实现。特定的指令集架构随着嵌入式市场的发展而发展。由于所有产品均采用一个通用的软件体系,所以相同的软件可在所有产品中运行(理论上如此)。
5 e, ^6 v+ ~4 }( {0 B$ kARM 产品通常以 ARM【x】【y】【z】【T】【D】【M】【I】【E】【J】【F】【-S】形式出现。表 1.1 显示了 ARM体系结构的命名规则中这些后缀的具体含义。
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) q- _6 B1 L$ K" c5 N% i* I另外,还有一些附加的要点:
1 |/ a5 J# r& p& P' g! `9 m ]: _① ARM7TDMI 之后的所有 ARM 内核,即使“ARM”标志后没有包含“TDMI”字符,也都默认包含了TDMI 的功能特性;8 t: b) L1 X+ q2 ?( i" H
② JTAG 是由 IEEE 1149.1 标准测试访问端口和边界扫描结构来描述的,它是 ARM 用来发送和接收处理器内核与测试仪器之间调试信息的一系列协议;! H; H$ H- f" E& f' y3 T* ]& D
③ 嵌入式 ICE 宏单元是建立在处理器内部用来设置断点和观察点的调试硬件;
* q6 F5 |- X$ g$ _! d④ 可综合,意味着处理器内核是以源代码形式提供的。这种源代码形式可被编译成一种易于 EDA 工具使用的形式。! R% m/ `7 `! h% l, x' E
. Q5 h8 J8 I# [& \/ m1.3 初识 ARM 系列处理器% n& c- _& ^2 |, S& z% G
ARM 处理器当前有 6 个产品系列:ARM7、ARM9、ARM9E、ARM10E、ARM11 和 SecurCore,其中 ARM11为最近推出的产品。进一步的产品来自于合作伙伴,例如 Intel Xscale ARM7、ARM9、ARM9E、ARM10E是 4 个通用处理器系列。每个系列提供一套特定的性能来满足设计者对功耗、性能、体积的需求。SecurCore是第 5 个产品系列,是专门为安全设备而设计的。表 1.2 总结了 ARM 各系列处理器所包含的不同类型。% T0 z5 x( ?) z
4 `6 h6 _; Q# b1.3.1 ARM7系列
; z9 N. K- U. ~6 {, ?& mARM7 内核采用冯·诺伊曼体系结构,数据和指令使用同一条总线。内核有一条 3 级流水线,执行 ARMv4指令集。 o/ `* B0 w4 P6 A, N; l
ARM7 系列处理器主要用于对功耗和成本要求比较苛刻的消费类产品。其最高主频可以到达 130MIPS(MIPS 指每秒执行的百万条指令数)。ARM7 系列包括 ARM7TDMI、ARM7TDMI-S、ARM7EJ-S 和ARM720T 4 种类型,主要用于适应不同的市场需求。
* W: C( z& V! [% C2 bARM7 系列处理器主要具有以下特点:0 |, w+ ^. h( m% |$ B# ?; R
-成熟的大批量的 32 位 RICS 芯片;* S% H. z. v4 `; {3 A. Y$ y l7 e
-最高主频到达 130MIPS;
1 U; q6 M9 N0 C: E4 S-功耗低;8 H( d! R+ w8 V; V' x) J
-代码密度高,兼容 16 位微处理器;
7 I" U* T! k H4 N/ M# Z-开发工具多、EDA 仿真模型多;3 ^! ]) C1 E! ?5 T" I1 O# N0 v
-调试机制完善;
! a4 w6 @; \6 _: b2 y. K" z-提供 0.25µm、0.18µm 及 0.13µm 的生产工艺;' h1 U" B% k8 m8 D! R# ^8 G
-代码与 ARM9 系列、ARM9E 系列以及 ARM10E 系列兼容。
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