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ARM处理器简介+ w" h9 g$ r9 I$ h
ARM(Advanced RISC Machines)微处理器是采用ARM技术知识产权(IP)核的微处理器,这种ARM核技术是由英国的ARM公司所授权。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。 ARM 微处理器作为嵌入式系统微处理器的一种,己遍及工业控制、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,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微处理器的特点
$ k! o% t0 g/ T: f4 g采用RISC架构的ARM微处理器一般具有如下特点: 1、体积小、低功耗、低成本、高性能; 2、支持Thumb(16位)IARM(32位)?}X指令集,能很好的兼容8位/l6位器件; 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; ARM微处理器系列
5 g0 M) E, o) w9 i! y/ m% U3 V0 G下面所列的是ARM微处理器的几个系列,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。 1.ARM7系列 2.ARM9系列 3.ARM9E系列 4.ARM10E系列 5.SecurCore系列 6.Intel的Xscale 7.Intel的Strong ARM 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。 ARM7: 小型、快速、低能耗、集成式RISC内核,用于移动通信。 ARM7TDMI:这是ARM公司授权用户最多的一项产品,将ARM7指令集同Thumb扩展组合在一起,以减小内存容量和系统成本。同时,它还利用嵌入式ICE调试技术来简化系统设计。(T:Thumb D:debugger M:multiply I:embedded ICE) ARM9TDMI:采用5阶段管道化ARM9内核,同时配备Thumb扩展和Harvard总线,在生产工艺相同的情况下,性能可达到ARM7TDMI的两倍之多,时钟速度为120MHZ,每条指令平均执行1.5个时钟周期。 ARM9E:是一款含有DSP指令集的CPU,它提供了单周期的16 X 16和32 X 32的MAC(累加器运算),增加新的指令以改进除法功能。 ARM10:ARM10采用ARMV5T,六级流水处理,指令与数据分离的Cache结构,平均功耗为IOO OMW,时钟速度为30OMHZ,每条指令平均执行1.2周期。 Strong ARM:性能很高,同时满足常规应用需要的一种微控制器技术,与DEC联合研制,后来授权给Intel.SA110处理器,SA1100PDA系统芯片和SA1500多媒体处理器芯片均采用了这一技术。 Xscale: Intel发布的 Strong ARM 的第三化架构,目前已正式上市的两款Xscale架构的处理器包括Intel PSA25和Intel PXA210,它们强化了前一代Strong ARM处理器的性能,前者时钟可达400MHz,后者可达200MHz, Xscale处理器代表了语音与数据相结合的市场需求,面向PDA,掌上电脑、多媒体移动电话以及其它无线网络产品市场。核心采用了英特尔先进的0.18μm工艺技术制造,它具备低功耗特性,适用范围从0.1mW--1.6mW, Xscale与Strong ARM相比,可大幅度降低工作电压并且获得更高的性能。 ARM微处理器的应用选型
$ g$ D2 n& B0 Y3 l% @5 o8 K. ~1.ARM微处理器内核的选择 2.系统的工作频率 3.芯片内存储器的容量 4.片内外围电路的选择 ARM微处理器的应用领域3 P6 Y2 ^+ ~3 G# g5 g
到目前为止,ARM微处理器及技术的应用几乎己经深入到各个领域: 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、高性价比,向传统的8位/16位微控制器提出了挑战。 2、无线通讯领域:目前己有超过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。 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的应用领域提出了挑战。 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。 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。 # n" M$ y# s: O+ S% @" a
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