你的位置: 首页 > 通信技术 > 嵌入式系统

ARM简介

2016-10-23 09:16:51 | 人围观 | 评论:

     ARM是Advanced RISC Machines的缩写,它是一家微处理器行业的知名企业,该企业设计了大量高性能、廉价、耗能低的RISC (精简指令集)处理器。
     ARM公司的特点:只设计芯片,而不生产。它将技术授权给世界上许多著名的半导体、软件和OEM厂商,并提供服务。
     下面简要讲一下ARM体系结构:
     ARM处理器为RISC芯片,其简单的结构使ARM内核非常小,这使得器件的功耗也非常低。它具有经典RISC的特点:
     (1)大的、统一的寄存器文件;
     (2)装载/保存结构,数据处理 操作只针对寄存器的内容,而不直接对存储器进行操作;
     (3)简单的寻址模式;
     (4)统一和固定长度的指令域,简化了指令的译码。
     那么,ARM体系结构的特点是什么呢?
     每条数据处理指令都对算术逻辑单元和移位器控制,以实现ALU和移位器的最大利用;
     地址自动增加和减少寻址模式,优化程序循环;
     多寄存器装载和存储指令实现最大数据吞吐量;
     所有指令的条件执行实现最快速的代码执行。
     各ARM体系结构版本:
     ARM体系结构从最初开发到现在有了巨大的改进,并仍在完善和发展。为了清楚的表达每个ARM应用实例所使用的指令集,ARM公司定义了5种主要的ARM指令集体系结构版本,以版本号V1~V5表示。
     ARM体系结构版本――V1
     该版本的ARM体系结构,只有26位的寻址空间,没有商业化,其特点为:
     (1)基本的数据处理指令(不包括乘法);
     (2)字节、字和半字加载/存储指令;
     (3)具有分支指令,包括在子程序调用中使用的分支和链接指令;
     (4)在操作系统调用中使用的软件中断指令。
     ARM体系结构版本――V2
     同样为26位寻址空间,现在已经废弃不再使用,它相对V1版本有以下改进:
     (1)具有乘法和乘加指令;
     (2)支持协处理器;
     (3)快速中断模式中的两个以上的分组寄存器;
     (4)具有原子性加载/存储指令SWP和SWPB。
     ARM体系结构版本――V3
     寻址范围扩展到32位(事实上也基本废弃),具有独立的程序:
     (1)具有乘法和乘加指令;
     (2)支持协处理器;
     (3)快速中断模式中具有的两个以上的分组寄存器;
     (4)具有“原子性加载”/存储指令SWP和SWPB。
     ARM体系结构版本――V4
     不在为了与以前的版本兼容而支持26位体系结构,并明确了哪些指令会引起未定义指令异常发生,它相对V3版本作了以下的改进:
     (1)半字加载/存储指令;
     (2)字节和半字的加载和符号扩展指令;
     (3)具有可以转换到Thumb状态的指令;
     (4)用户模式寄存器的新的特权处理器模式。
     ARM体系结构版本――V5
     在V4版本的基础上,对现在指令的定义进行了必要的修正,对V4版本的体系结构进行了扩展并增加了指令,具体如下:
     (1)改进了ARM/Thumb状态之间的切换效率;
     (2)允许非T变量和T变量一样,使用相同的代码生成技术;
     (3)增加计数前导零指令和软件断点指令;
     (4)对乘法指令如何设置标志作了严格的定义。
     ARM处理器核简介
     ARM公司开发了很多系列的ARM处理器核,目前最新的系列已经是ARM11了,而ARM6核以及更早的系列已经很罕见了。目前应用比较广泛的系列是:
   
     ARM处理器核简介――ARM7
     该系列包括ARM7TDMI、ARM7TDMI-S、带有高速缓存处理器宏单元的ARM720T和扩充了Jazelle的ARM7EJ-S。该系列处理器提供Thumb 16位压缩指令集和EmbededICE软件调试方式,适用于更大规模的SoC设计中。
     ARM7系列广泛应用于多媒体和嵌入式设备,包括Internet设备、网络和调制解调器设备,以及移动电话、PDA等无线设备。
     ARM处理器核简介――ARM9
     该系列包括ARM9TDMI、ARM920T和带有告诉缓存处理器宏单元的ARM940T。除了兼容ARM7系列,而且能够更加灵活的设计。
     ARM9系列主要应用于引擎管理、仪器仪表、安全系统和机顶盒等领域。
     ARM处理器核简介――ARM10
     该系列包括ARM1020E和ARM1020E处理器核,其核心在于使用向量浮点(VFP)单元VFP10提供高性能的浮点解决方案,从而极大提高了处理器的整型和浮点运算性能。
     可以用于视频游戏机和高性能打印机等场合。
     ARM处理器核简介――SecurCore
     该系列涵盖了SC100、SC110、SC200和SC210处理核。该系列处理器主要针对新兴的安全市场,以一种全新的安全处理器设计为智能卡和其它安全IC开发提供独特的32位系统设计,并具有特定反伪造方法,从而有助于防止对硬件和软件的盗版。
     ARM处理器核简介――Xscale
     Intel Xscale微控制器则提供全性能、高性价比、低功耗的解决方案,支持16位Thumb指令并集成数字信号处理(DSP)指令。




标签:

相关内容推荐: