❶ ARM引入协处理器有什么作用
协处理器主要用于减轻系统微处理器的特定处理任务。
协处理器分为多种,每种的作用是不同的:
数学协处理器可以控制数字处理;
图形协处理器可以处理视频绘制。
协处理器可以附属于ARM处理器。一个协处理器通过扩展指令集或提供配置寄存器来扩展内核处理功能。一个或多个协处理器可以通过协处理器接口与ARM内核相连。
协处理器可以通过一组专门的、提供load-store类型接口的ARM指令来访问。例如协处理器15(CP15),ARM处理器使用协处理器15的寄存器来控制cache、TCM和存储器管理。
❷ ARM芯片有多少种
当前有5个产品系列——ARM7、ARM9、ARM9E、ARM10和SecurCore。
1、ARM7系列
优化用于对价位和功耗敏感的消费应用的低功耗32位核,有:
·嵌入式ICE-RT逻辑;
·非常低的功耗;
·三段流水线和冯·诺依曼结构,提供0.9MIPS/MHz。
2、SecurCore SC100特为安全市场设计,带特定的抗拒窜改和反工程的特性。还带灵活的保护单元确保操作系统和应用数据的安全。
3、ARM9系列
高性能和低功耗领先的硬宏单元,带有:
·5段流水线;
·哈佛结构提供1.1MIPS/MHz。
ARM920T和ARM922T内置全性能的MMU、指令和数据cache和高速AMBA总线接口。AMBA片上总线是一个开放标准,已成为SoC构建和IP库开发的事实标准。AMBA先进的高性能总线(AHB)接口现由所有新的ARM核支持,提供开发全综合设计系统。
ARM940T内置指令和数据cache、保护单元和高速AMBA总线接口。
4、ARM9E系列
可综合处理器,带有DSP扩充和紧耦合存储器(TCM)接口,使存储器以完全的处理器速度运转,可直接连接到内核上。
ARM966E-S用于硅片尺寸重要,而对cache没要求的实时嵌入式应用,可配置TCM大小:0、4K、8K、16K,最大达64M。
ARM946E-S内置集成保护单元,提供实时嵌入式操作系统的cache核方案。
ARM926ET-S带Jazelle扩充、分开的指令和数据高速AHB接口及全性能MMU。
VFP9 向量浮点可综合协处理器进一步提高ARM9E处理器性能,提供浮点操作的硬件支持。
5、ARM10系列
硬宏单元,带有:
·64位AHB指令和数据接口;
·6段流水线;
·1.25MIPS/MHz;
·比同等的ARM9器件性能提高50%。
两种新的先进的节能方式得到了异常低的耗电。VFP10协处理器完善地依从ARM10器件提供高性能的浮点解决方案。
❸ arm9嵌入式开发板能实现哪些功能
嵌入式开发板(Embedded development board)就是半导体行业分工合作的载体之一,它为开发产品的厂商提供基本的底层硬件、系统和驱动等资源,使得用户不需要再投入人力和时间来完成这些底层的工作。
1、嵌入式发展趋势
1、嵌入式开发是一项系统工程,要求嵌入式系统厂商不仅要提供嵌入式软硬件系统本身,同时还需要提供强大的硬件开发工具和软件包支持。很多厂商充分考虑到这一点,在主推系统的同时,将开发环境也作为重点推广。比如三星、ARM在推广Arm7,Arm9芯片的同时还提供开发板和板级支持包(BSP)。
2、 网络化、信息化的要求随着因特网技术的成熟、带宽的提高日益提高,使得以往单一功能的设备如电话、手机、冰箱、微波炉等功能不再单一,结构更加复杂。这就要求芯片设计厂商在芯片上集成更多的功能,为了满足应用功能的升级,设计师们一方面采用更强大的嵌入式处理器如32位、64位RISC芯片或信号处理器DSP增强处理能力,同时增加功能接口。
3、网络互联成为必然趋势。未来的嵌入式设备为了适应网络发展的要求,必然要求硬件上提供各种网络通信接口。传统的单片机对于网络支持不足,而新一代的嵌入式处理器已经开始内嵌网络接口,除了支持TCP/IP协议,还有的支持IEEE1394、USB、CAN、Bluetooth或IrDA通信接口中的一种或者几种,同时也需要提供相应的通信组网协议软件和物理层驱动软件。软件方面系统系统内核支持网络模块,甚至可以在设备上嵌入Web浏览器,真正实现随时随地用各种设备上网。
4.精简系统内核、算法,降低功耗和软硬件成本。未来的嵌入式产品是软硬件紧密结合的设备,为了减低功耗和成本,需要设计者尽量精简系统内核,只保留和系统功能紧密相关的软硬件,利用最低的资源实现最适当的功能,这就要求设计者选用最佳的编程模型和不断改进算法,优化编译器性能。因此,既要软件人员有丰富的硬件知识,又需要发展先进嵌入式软件技术,如Java、Web和WAP等。
5.提供友好的多媒体人机界面 嵌入式设备能与用户亲密接触,最重要的因素就是它能提供非常友好的用户界面。图像界面,灵活的控制方式,使得人们感觉嵌入式设备就象是一个熟悉的老朋友。这方面的要求使得嵌入式软件设计者要在图形界面,多媒体技术上痛下苦功。手写文字输入、语音拨号上网、收发电子邮件以及彩色图形、图像都会使使用者获得自由的感受。一些先进的PDA在显示屏幕上已实现汉字写入、短消息语音发布,但一般的嵌入式设备距离这个要求还有很长的路要走。
6、对于企业专用解决方案,如物流管理、条码扫描、移动信息采集等,这种小型手持嵌入式系统将发挥巨大的作用。自动控制领域,不仅可以用于ATM机,自动售货机,工业控制等专用设备,和移动通讯设备结合、GPS、娱乐相结合,嵌入式系统同样可以发挥巨大的作用。
7、在广播电视领域,美国已开始由模拟电视向数字电视转变,欧洲的DVB(数字电视广播)技术已在全球大多数国家推广。数字音频广播(DAB)也已进入商品化试播阶段。而软件、集成电路和新型元器件在产业发展中的作用日益重要。所有上述产品中,都离不开嵌入式系统技术。象前途无可计量的维纳斯计划生产机顶盒,核心技术就是采用32位以上芯片级的嵌入式技术。
2功能与作用
嵌入式开发板(Embedded development board),从概念上来讲,与软件外包非常类似(软件外包是指软件外包提供商为了集中精力从事核心竞争力业务,降低项目成本,同时提高项目实施的质量,将自己的软件项目中的全部或部分工作发包给合适的软件企业去完成)。像嵌入式产品的硬件、引导代码、驱动程序、文件系统、协议层、基本应用软件这些方面,都是电子产品的公共和通用部分,并不是产品能够形成差异化的关键技术,在这个讲求分工合作的时代,如果是这部分的工作量比较大,或者是厂商没有相关的开发人员的时候,就能够选择由第三方完成这些软件开发的工作,加快产品研发的进程,实现产品的迅速上市,抢占市场先机。
那么,作为“发包方”的开发板用户,选择开发板的时候,实际上选择的不仅是一个硬件板子、开发板提供的源代码等资源,而是选择一个合作伙伴,一个为用户提供软硬件服务的合作伙伴。与软件外包这种合作方式类似,用户和供应商之间的合作更多是软件方面的合作,需要用户和供应商之间根据产品的具体需求进行充分沟通,供应商要根据用户的需求不断地调用人员进行配合。像我们在支持客户进行产品开发的过程中,遇到的比如更改文件系统、串口测试、64M Flash换成128M Flash等问题,大多情况都是要通过软件方式来解决的,这就形成了嵌入式行业供应商的售后支持和客户研发的高度互动性。
也就是说,嵌入式开发板是用户软件外包的载体,相对于传统的软件外包业务,开发板实际上能够为用户提供硬件实物和软件服务两方面的价值。
在嵌入式行业中,除了嵌入式开发板,外包的形式也趋向多样化,用户能够根据自己的产品需要,向供应商提出定制要求,由供应商提供硬件设计和驱动移植等方面的服务;有可能电子厂商会自己设计硬件,由嵌入式系统厂商帮助其完成系统的移植、驱动的完善工作。从行业链上的作用来看,嵌入式系统厂商能够采用灵活的服务方式,利用自己的技术优势帮助电子产品厂商缩短产品开发周期、节省设计资源方面的投资,促进电子产品厂商的快速发展。
3选购建议
以嵌入式开发板的功能和作用作为出发点,嵌入式开发板选型应该从以下三个方面来综合考虑:
(一)开发板的硬件设计是基本照搬半导体厂商的参考设计,还是充分为国内厂家生产制造、产品上市等方面考虑。
半导体厂商专注于芯片的设计,对参考设计的投入一定不会像开发板的厂商一样,能够做到专注专业。国外芯片厂商的工程师,在做参考设计的时候,习惯上会采用在本国使用比较多的外围芯片。这样,半导体厂商的参考设计对国内厂商提供的参考价值有限。
所以,在选择开发板的时候,无论是出于最终产品的性能和功能考虑,还是为后期能够更加方便地制造生产,用户一定要擦亮眼睛,仔细对比一下供应商提供的开发板是不是更加适合自己的产品研制和生产。
(二)开发板的软件是否支持完善,是否能够支持所有开发板上所有的硬件接口。
开发板的价值就在于,能够让用户节省在系统、驱动等方面的投入,专注于使产品形成差异化的上层软件的开发。如果供应商提供的开发板,板级硬件接口没有对应的软件驱动的支持,用户的开发进度就会受到影响 。在购买开发板的时候 ,一定要确认清楚 ,是不是所有的硬件接口都有相应的驱动,开发板是不是拿到手就能够马上用来做开发。
(三)供应商的技术支持力度如何。
嵌入式行业是客户研发和售后支持具有高度互动性的行业,供应商的技术支持有时就会成为用户产品上市的关键因素,在供应商的技术支持能力方面,一定要慎重考察。
考察一个供应商能不能提供充分的支持,一个有效的方法就是到这个公司的技术支持论坛上看看。在论坛上,用户发贴询问的问题,是不是能够及时得到回复。没有专业的支持团队的公司,没有办法为用户提供及时的支持。用户在论坛上发贴询问,有的厂商一个月才给用户一个答复,有的甚至不予回答。
是否能够提供完备的技术支持,是一个开发板公司是不是专业的开发板公司,是不是能够发挥在产业链上承上启下的作用,是不是能够为用户创造价值的重要标准。这个道理实际上应该很浅显,开发板厂商的入门门槛并不高,只要有硬件设计能力,参考半导体厂商的参考设计,就能够推出开发板产品。如果不能够为用户或者不给用户提供技术支持,这样的厂商能够为用户提供的就只是一个硬件板子,即使是市面上两千多的板子,如果是非专业厂商提供的话,供应商所获得的利润也是很高的,因为这些厂家的成本只是开发板的硬件成本和销售成本;专业的开发板公司,需要承担的研发成本、售后支持成本、运营成本和销售成本均摊下来,不一定有非专业公司的盈利高,市面上开发板的价格为什么会有那么大的价格差别,原因也可见一斑。
总之,用户在购买开发板的时候,选择的不是开发板,而是为自己提供服务的合作伙伴。开发板的价格是公司服务价值的体现,所以目前很多追求最低价开发板的消费理念是偏颇的。选择开发板,选择一个为自己服务的公司,一定要慎重。在半导体行业里面,开发板厂商就是衔接上下游厂商的链条。质量上乘的链条,能够快速地将用户送上新品促进市场良性循环的金光大道;劣质的链条,关键时刻,掉链子了,用户需要修修补补,就会被竞争对手赶超,再好的产品创意也会逐渐失去价值。
4行业情况
嵌入式开发板的原型,可以说是各大芯片厂商在推出芯片的时候,提供给用户的参考设计。很正常,半导体厂商在推广自己芯片的时候,单单拿芯片给用户看是没有任何吸引力的,一定要给用户看到具体的电路板,具体的接口,能够给客户一个具体的印象,才能够保证推广的效果;半导体厂商给出这些参考设计,也是让用户在设计的时候有一个参考,加快他们产品设计和上市的进度。
无论是8位、16位单片机,还是32位能够运行操作系统的嵌入式处理器,半导体厂商都有这样的参考设计。对应的,市面上有很多向用户提供开发板的厂商。
嵌入式处理器不断推陈出新,早期摩托罗拉半导体(现飞思卡尔半导体)68K/Coldfire和PowerPC处理器的一枝独秀已经一去不返,ARM、Coldfire、PowerPC和ADSP还有基于MIPS、X86体系结构的嵌入式处理器百花齐放、处理器厂商以及处理器架构厂商各显神通,半导体行业的上游企业给开发板厂商的出现和成长提供很好的契机。
特别是2002年底2003年,ARM体系结构在国内的风行,给很多想要基于自己的嵌入式技术进行创业的人送来了东风。大江南北几乎每个省级城市都会有开发板厂商。这段时间以及之后入行的公司有一个共同的特点,就是产品基本都是基于ARM处理器进行开发,或者是仿真器类的 ARM 工具进行开发。这些厂商能够为用户提供具有不同接口功能的开发板,从整体上看是能够为电子产品的制造商提供服务,加速半导体产业链下游厂商产品的上市。[1]
5嵌入式开发板硬件驱动
大部分嵌入式硬件都需要某种类型的软件进行初始化和管理。直接与一个硬件互相作用并控制这一硬件的软件称为设备驱动程序(device driver)。所有需要软件的嵌入式系统,在它们的系统软件层都需要设备驱动程序软件。设备驱动程序是初始化硬件的软件库,它们管理着高层软件对硬件的访问,它是硬件与操作系统、中间件和应用层之间联络的纽带。具体来说,这类驱动程序包括主处理器体系结构专用的功能性驱动程序、存储器和存储器管理驱动程序、总线初始化和事务驱动程序、还有电路板层和主CPU层次的I/O初始化和控制驱动程序(如用于网络、图形、输入设备、存储设备、调试I/O等)。 设备驱动程序通常划分为体系结构专用(architecture-specific)设备驱动程序和通用(generic)设备驱动程序。体系结构专用设备驱动程序管理嵌入到主处理器(体系结构)中的硬件。体系结构专用驱动程序负责初始化主处理器内部的组件,这类驱动程序的具体事例包括片上存储器、集成的存储器管理器(MMU)和浮点硬件的驱动程序。通用设备驱动程序管理电路板上的硬件以及没有集成到主处理器中的硬件。在一个通用设备驱动程序中,通常包含一部分体系结构专用的源代码,因为主处理器是中央控制单元,要访问电路板上的任何组件通常都要经过主处理器。然而,通用驱动程序也可以管理不被特定的处理器所专用的板级硬件,这就意味着一个通用驱动程序可以配置应用到许多体系结构中去,只要该结构中包含该驱动程序对应的硬件。通用驱动程序包含初始化和管理对电路板上剩余主要组件进行访问的代码,这些主要组件包括板级总线(I2C、PCI、PCMCIA等)、片外存储器(控制器、2级以上高速缓存、闪存等)和片外I/O(以太网、RS-232、显示器、鼠标等)。
❹ ARM 里的协处理器作用。
ARM 微处理器可支持多达 16 个协处理器,用于各种协处理操作,在程序执行的过程中,每个协处理器只执行针对自身的协处理指令,忽略 ARM 处理器和其他协处理器的指令。ARM 的协处理器指令主要用于 ARM 处理器初始化 ARM 协处理器的数据处理操作,以及在ARM 处理器的寄存器和协处理器的寄存器之间传送数据,和在 ARM 协处理器的寄存器和存储器之间传送数据。 ARM 协处理器指令包括以下 5 条: — CDP 协处理器数操作指令— LDC 协处理器数据加载指令— STC 协处理器数据存储指令— MCR ARM 处理器寄存器到协处理器寄存器的数据传送指令— MRC 协处理器寄存器到ARM 处理器寄存器的数据传送指令
参考:http://hi..com/gzhliu/blog/item/d6701719a574a87ddab4bdf2.html
❺ ARM嵌入式系统教程的目录
前言
第1章嵌入式系统概述
1.1嵌入式系统的概念
1.2嵌入式系统的特点
1.3嵌入式系统的应用
1.4嵌入式系统的组成
1.5嵌入式处理器
1.6嵌入式操作系统
1.7嵌入式系统开发工具
本章小结
思考题与习题
第2章ARM体系结构
2.1RISC技术和流水线技术
2.1.1计算机体系结构
2.1.2RISC技术
2.1.3流水线技术
2.2ARM体系结构简介
2.2.1ARM体系结构的演变
2.2.2ARM体系结构的特征
2.2.3ARM体系的变种
2.2.4ARM系列
2.2.5ARM存储数据类型
2.3ARM处理器工作状态
2.3.1两种工作状态
2.3.2工作状态的切换
2.4ARM处理器工作模式
2.5ARM处理器寄存器组织
2.5.1ARM状态下的寄存器组织
2.5.2Thumb状态下的寄存器组织
2.6ARM异常
2.6.1ARM异常概述
2.6.2ARM异常处理
2.6.3ARM异常向量表
2.6.4ARM异常优先级
2.6.5ARM异常中断使用的寄存器
2.7ARM存储器和存储器映射I/O
2.7.1ARM体系的存储空间
2.7.2ARM存储器格式
2.7.3非对齐存储访问操作
2.7.4存储器映射I/O
2.8ARM总线技术
2.9ARM存储系统
2.9.1高速缓冲存储器Cache和紧耦合存储器TCM
2.9.2存储管理
2.10基于JTAG的调试系统
本章小结
思考题与习题
第3章ARM指令系统
3.1ARM指令集概述
3.1.1指令分类和指令格式
3.1.2ARM指令的条件码
3.1.3ARM指令集编码
3.2ARM指令寻址方式
3.2.1立即寻址
3.2.2寄存器寻址
3.2.3寄存器移位寻址
3.2.4寄存器间接寻址
3.2.5变址寻址
3.2.6多寄存器寻址
3.2.7堆栈寻址
3.2.8块复制寻址
3.2.9相对寻址
3.3ARM指令
3.3.1跳转指令
3.3.2数据处理指令
3.3.3程序状态寄存器传送指令
3.3.4加载和存储指令
3.3.5协处理器指令
3.3.6异常产生指令
3.3.7其他指令
3.4Thumb指令
本章小结
思考题与习题
第4章ARM汇编程序设计
4.1ARM汇编语言语句格式
4.2ARM汇编伪操作
4.2.1符号定义伪操作
4.2.2数据定义伪操作
4.2.3汇编控制伪操作
4.2.4数据帧描述伪操作
4.2.5信息报告伪操作
4.2.6其他杂项伪操作
4.3ARM汇编语言伪指令
4.4ARM汇编语言中的符号
4.5ARM汇编语言中的表达式
4.6ARM汇编语言程序结构
4.6.1ARM映像文件的结构
4.6.2ARM映像文件各组成部分的地址映射关系
4.6.3scatter文件的应用
4.7汇编语言子程序调用
4.7.1子程序调用
4.7.2ATPCS准则
4.8C语言和汇编语言混合编程
4.8.1内嵌汇编
4.8.2C语言和汇编语言互相调用
4.8.3ARMC编译器的特定关键字
4.9ARM汇编语言设计实例
4.9.1分支结构
4.9.2循环结构
本章小结
思考题与习题..
第5章XScale内核及PXA270处理器简介
5.1XScale内核简介
5.1.1XScale内核的特点
5.1.2XScale内核与StrongARM的区别
5.2PXA270结构及特点
5.3PXA270存储管理单元
5.3.1内存管理单元
5.3.2系统存储控制单元
5.3.3DMA控制器
5.4PXA270时钟及电源管理单元
5.4.1时钟管理单元
5.4.2电源管理单元
5.5PXA270中断控制器
5.6PXA270I/O模块
5.6.1GPIO
5.6.2专用键盘接口
5.7PXA270串行通信单元
5.7.1USB主控制器
5.7.2USB设备控制器
5.7.3UART控制器
5.7.4快速红外接口
5.7.5SSP通信控制器
5.7.6I2C总线控制器
5.8PXA270定时器单元
5.8.1实时时钟单元
5.8.2OS定时器单元
5.8.3脉冲宽度调制控制器
5.9多媒体控制单元
5.9.1AC'97控制器
5.9.2I2S控制器
5.9.3多媒体卡控制器
5.9.4记忆棒主机控制器
5.9.5视频快速捕捉接口
5.10移动通信接口
5.10.1MSL接口
5.10.2USIM接口
5.11LCD控制器
本章小结
思考题与习题
第6章PXA270实验教学系统设计及应用程序设计实例
6.1EELIODXScalePXA270实验教学系统资源概述
6.2EELIOD系统硬件接口设计
6.2.1电源系统设计
6.2.2存储系统设计
6.2.3LCD及触摸屏接口设计
6.2.4多媒体接口设计
6.2.5通信接口设计
6.2.6通用I/O接口设计
6.3EELIOD系统程序设计实例
6.3.1系统引导程序分析
6.3.2通用I/O程序设计实例
6.3.3LCD程序设计实例
本章小结
思考题与习题
第7章嵌入式Linux
7.1概述
7.1.1Linux
7.1.2嵌入式Linux系统交叉开发环境
7.1.3开发工具GNU介绍
7.2ARMLinux在EELIOD系统上的移植
7.2.1ARMLinux开发环境的建立
7.2.2ARMLinux的交叉编译
7.2.3ARMLinux启动代码的编译及下载
7.2.4ARMLinux内核的配置与编译
7.2.5嵌入式Linux的文件系统
7.3ARMLinux的设备驱动
7.3.1Linux的设备管理
7.3.2设备驱动程序结构
7.3.3GPIO驱动程序设计
7.3.4基于轮询的UART驱动程序设计
7.3.5基于中断的UART驱动程序设计
7.4ARMLinux下应用程序设计
7.4.1UART应用程序设计
7.4.2基于SOCKET的网络应用程序设计
7.4.3USB摄像头接口应用程序设计
7.4.4Framebuffer图片显示应用程序设计
7.5嵌入式GUI简介
本章小结
思考题与习题
第8章ARMADS集成开发环境
8.1ARM开发工具及开发环境简介
8.1.1ARM开发工具简介
8.1.2Banyan-UARMJTAG仿真工具
8.1.3ARMADS集成开发环境
8.2工程创建.调试和程序固化
8.2.1工程创建及参数设置
8.2.2使用ARMulator来调试简单程序
8.2.3使用JTAG仿真器来调试嵌入式程序
8.2.4Semihosting调试技术
8.2.5程序的固化
本章小结
思考题与习题
第9章ARM应用实例
9.13G手机
9.1.13G手机简介
9.1.23G手机的功能
9.1.3硬件方案
9.1.4软件方案
9.2基于PXA270的嵌入式流媒体播放器
9.2.1系统简介
9.2.2嵌入式流媒体播放器的硬件方案
9.2.3嵌入式流媒体播放器的软件方案
9.3车载多媒体远程监控服务系统
9.3.1系统简介
9.3.2功能与指标
9.3.3方案设计
本章小结
思考题与习题
参考文献
……
❻ 处理器紧耦合是什么意思
紧耦合就是模块或者系统之间关系太紧密,存在相互调用。紧耦合系统的缺点在于更新一个模块的结果导致其它模块的结果变化,难以重用特定的关联模块。
❼ ARM一些内核的联系与区别
带有ARM内核的处理器大概有千种以上,这里不做介绍。下面主要对各类ARM处理器的几个重要内核版本做一个简要介绍。
1.ARM7处理器
ARM7处理器采用了ARMV4T(冯·诺依曼)体系结构,这种体系结构将程序指令存储器和数据存储器合并在一起。主要特点就是程序和数据共用一个存储空间,程序指令存储地址和数据存储地址指向同一个存储器的不同物理位置,采用单一的地址及数据总线,程序指令和数据的宽度相同。这样,处理器在执行指令时,必须先从存储器中取出指令进行译码,再取操作数执行运算。总体来说ARM7体系结构具有三级流水、空间统一的指令与数据Cache、平均功耗为0.6mW/MHz、时钟速度为66MHz、每条指令平均执行1.9个时钟周期等特性。其中的ARM710、ARM720和ARM740为内带Cache的ARM核。ARM7指令集同Thumb指令集扩展组合在一起,可以减少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,并用一个DSP增强扩展来改进性能。ARM7体系结构是小型、快速、低能耗、集成式的RISC内核结构。该产品的典型用途是数字蜂窝电话和硬盘驱动器等,目前主流的ARM7内核是ARM7TDMI、ARM7TDMI-S、ARM7EJ-S、ARM720T。现在市场上用得最多的ARM7处理器有Samsung公司的S3C44BOX与S3C4510处理器、Atmel公司的AT91FR40162系列处理器、Cirrus公司的EP73xx系列等。通常来说前两三年大部分手机基带部分的应用处理器基本上都以ARM7为主。还有很多的通信模块,如CDMA模块、GPRS模块和GPS模块中都含有ARM7处理器。
2.ARM9、ARM9E处理器
ARM9处理器采用ARMV4T(哈佛)体系结构。这种体系结构是一种将程序指令存储和数据存储分开的存储器结构,是一种并行体系结构。其主要特点是程序和数据存储在不同的存储空间中,即程序存储器和数据存储器。它们是两个相互独立的存储器,每个存储器独立编址、独立访问。与两个存储器相对应的是系统中的4套总线,程序的数据总线和地址总线,数据的数据总线和地址总线。这种分离的程序总线和数据总线可允许在一个机器周期内同时获取指令字和操作数,从而提高了执行速度,使数据的吞吐量提高了一倍。又由于程序和数据存储器在两个分开的物理空间中,因而取指和执行能完全重叠。ARM9采用五级流水处理及分离的Cache结构,平均功耗为0.7mW/MHz。时钟速度为120MHz~200MHz,每条指令平均执行1.5个时钟周期。与ARM7处理器系列相似,其中的ARM920、ARM940和ARM9E处理器均为含有Cache的CPU核,性能为132MIPS(120MHz时钟,3.3V供电)或220MIPS(200MHz时钟)。ARM9处理器同时也配备Thumb指令扩展、调试和Harvard总线。在生产工艺相同的情况下,性能是ARM7TDMI处理器的两倍之多。常用于无线设备、仪器仪表、联网设备、机顶盒设备、高端打印机及数码相机应用中。ARM9E内核是在ARM9内核的基础上增加了紧密耦合存储器TCM及DSP部分。目前主流的ARM9内核是ARM920T、ARM922T、ARM940。相关的处理器芯片有Samsung公司的S3C2510、Cirrus公司的EP93xx系列等。主流的ARM9E内核是ARM926EJ-S、ARM946E-S、ARM966E-S等。目前市场上常见的PDA,比如说PocketPC中一般都是用ARM9处理器,其中以Samsung公司的S3C2410处理器居多。
3.ARM10E处理器
ARM10E处理器采用ARMVST体系结构,可以分为六级流水处理,采用指令与数据分离的Cache结构,平均功耗1000mW,时钟速度为300MHz,每条指令平均执行1.2个时钟周期。ARM10TDMI与所有ARM核在二进制级代码中兼容,内带高速32×16 MAC,预留DSP协处理器接口。其中的VFP10(向量浮点单元)为七级流水结构。其中的ARM1020T处理器则是由ARMl0TDMI、32KB指令、数据Caches及MMU部分构成的。其系统时钟高达300MHz时钟,指令Cache和数据Cache分别为32KB,数据宽度为64位,能够支持多种商用操作系统,适用于下一代高性能手持式因特网设备及数字式消费类应用。主流的ARM10内核是ARM1020E、ARM1022E、ARM1026EJ-S等。
4.SecurCore处理器
SecurCore系列处理器提供了基于高性能的32位RISC技术的安全解决方案,该系列处理器具有体积小、功耗低、代码密度大和性能高等特点。另外最为特别的就是该系列处理器提供了安全解决方案的支持。采用软内核技术,以提供最大限度的灵活性,以及防止外部对其进行扫描探测,提供面向智能卡的和低成本的存储保护单元MPU,可以灵活地集成用户自己的安全特性和其他的协处理器,目前含有SC100、SC110、SC200、SC210 4种产品。
5.StrongARM处理器
StrongARM处理器采用ARMV4T的五级流水体系结构。目前有SA110、SA1100、SA1110等3个版本。另外Intel公司的基于ARMv5TE体系结构的XScale PXA27x系列处理器,与StrongARM相比增加了I/D Cache,并且加入了部分DSP功能,更适合于移动多媒体应用。目前市场上的大部分智能手机的核心处理器就是XScale系列处理器。
6.ARM11处理器
ARM11处理器系列可以在使用130nm代工厂技术、小至2.2mm2芯片面积和低至0.24mW/MHz的前提下达到高达500MHz的性能表现。ARM11处理器系列以众多消费产品市场为目标,推出了许多新的技术,包括针对媒体处理的SIMD,用以提高安全性能的TrustZone技术,智能能源管理(IEM),以及需要非常高的、可升级的超过2600 Dhrystone 2.1 MIPS 性能的系统多处理技术。主要的ARM11处理器有ARM1136JF-S、ARM1156T2F-S、ARM1176JZF-S、ARM11 MCORE等多种。
❽ ARM的意思是什么
ARM 即Advanced RISC Machines的缩写,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。
1985年4月26日,第一个ARM原型在英国剑桥的Acorn计算机有限公司诞生,由美国加州SanJoseVLSI技术公司制造。
20世纪80年代后期,ARM很快开发成Acorn的台式机产品,形成英国的计算机教育基础。
1990年成立了Advanced RISC Machines Limited(后来简称为ARM Limited,ARM公司)。20世纪90年代,ARM 32位嵌入式RISC(Reced lnstruction Set Computer)处理器扩展到世界范围,占据了低功耗、低成本和高性能的嵌入式系统应用领域的领先地位。ARM公司既不生产芯片也不销售芯片,它只出售芯片技术授权。
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。
ARM处理器的三大特点是:耗电少功能强、16位/32位双指令集和众多合作伙伴。
ARM商品模式的强大之处在于它在世界范围有超过100个的合作伙伴(Partners)。ARM 是设计公司,本身不生产芯片。采用转让许可证制度,由合作伙伴生产芯片。
当前ARM体系结构的扩充包括:
·Thumb 16位指令集,为了改善代码密度;
·DSP DSP应用的算术运算指令集;
·Jazeller 允许直接执行Java字节码。
ARM处理器系列提供的解决方案有:
·无线、消费类电子和图像应用的开放平台;
·存储、自动化、工业和网络应用的嵌入式实时系统;
·智能卡和SIM卡的安全应用。
ARM处理器本身是32位设计,但也配备16位指令集。一般来讲存储器比等价32位代码节省达35%,然而保留了32位系统的所有优势。ARM的Jazelle技术使Java加速得到比基于软件的Java虚拟机(JVM)高得多的性能,和同等的非Java加速核相比功耗降低80%。CPU功能上增加DSP指令集提供增强的16位和32位算术运算能力,提高了性能和灵活性。ARM还提供两个前沿特性来辅助带深嵌入处理器的高集成SoC器件的调试,它们是嵌入式ICE-RT逻辑和嵌入式跟踪宏核(ETMS)系列。
当前有5个产品系列——ARM7、ARM9、ARM9E、ARM10和SecurCore。
1、ARM7系列
优化用于对价位和功耗敏感的消费应用的低功耗32位核,有:
·嵌入式ICE-RT逻辑;
·非常低的功耗;
·三段流水线和冯·诺依曼结构,提供0.9MIPS/MHz。
2、SecurCore SC100特为安全市场设计,带特定的抗拒窜改和反工程的特性。还带灵活的保护单元确保操作系统和应用数据的安全。
3、ARM9系列
高性能和低功耗领先的硬宏单元,带有:
·5段流水线;
·哈佛结构提供1.1MIPS/MHz。
ARM920T和ARM922T内置全性能的MMU、指令和数据cache和高速AMBA总线接口。AMBA片上总线是一个开放标准,已成为SoC构建和IP库开发的事实标准。AMBA先进的高性能总线(AHB)接口现由所有新的ARM核支持,提供开发全综合设计系统。
ARM940T内置指令和数据cache、保护单元和高速AMBA总线接口。
4、ARM9E系列
可综合处理器,带有DSP扩充和紧耦合存储器(TCM)接口,使存储器以完全的处理器速度运转,可直接连接到内核上。
ARM966E-S用于硅片尺寸重要,而对cache没要求的实时嵌入式应用,可配置TCM大小:0、4K、8K、16K,最大达64M。
ARM946E-S内置集成保护单元,提供实时嵌入式操作系统的cache核方案。
ARM926ET-S带Jazelle扩充、分开的指令和数据高速AHB接口及全性能MMU。
VFP9 向量浮点可综合协处理器进一步提高ARM9E处理器性能,提供浮点操作的硬件支持。
5、ARM10系列
硬宏单元,带有:
·64位AHB指令和数据接口;
·6段流水线;
·1.25MIPS/MHz;
·比同等的ARM9器件性能提高50%。
两种新的先进的节能方式得到了异常低的耗电。VFP10协处理器完善地依从ARM10器件提供高性能的浮点解决方案。
❾ 简述arm处理器家族的主要系列各有哪些特点,及其与arm体系结构各个版本的关系
各ARM体系结构版本
ARM体系结构从最初开发到现在有了很大的改进,并仍在完善和发展。
为了清楚地表达每个ARM应用实例所使用的指令集,ARM公司定义了6种主要的ARM指令集体系结构版本,以版本号V1~V6表示
ARM版本Ⅰ: V1版架构
该版架构只在原型机ARM1出现过,只有26位的寻址空间,没有用于商业产品。
其基本性能有:
基本的数据处理指令(无乘法);
基于字节、半字和字的Load/Store指令;
转移指令,包括子程序调用及链接指令;
供操作系统使用的软件中断指令SWI;
寻址空间:64MB(226)。
ARM版本Ⅱ: V2版架构
该版架构对V1版进行了扩展,例如ARM2和ARM3(V2a)架构。包含了对32位乘法指令和协处理器指令的支持。
版本2a是版本2的变种,ARM3芯片采用了版本2a,是第一片采用片上Cache的ARM处理器。同样为26位寻址空间,现在已经废弃不再使用。
V2版架构与版本V1相比,增加了以下功能:
乘法和乘加指令;
支持协处理器操作指令;
快速中断模式;
SWP/SWPB的最基本存储器与寄存器交换指令;
寻址空间:64MB。
ARM版本Ⅲ : V3版架构
ARM作为独立的公司,在1990年设计的第一个微处理器采用的是版本3的ARM6。它作为IP核、独立的处理器、具有片上高速缓存、MMU和写缓冲的集成CPU。
变种版本有3G和3M。版本3G是不与版本2a向前兼容的版本3,版本3M引入了有符号和无符号数乘法和乘加指令,这些指令产生全部64位结果。
V3版架构( 目前已废弃 )对ARM体系结构作了较大的改动:
寻址空间增至32位(4GB);
当前程序状态信息从原来的R15寄存器移到当前程序状态寄存器CPSR中(Current Program Status Register);
增加了程序状态保存寄存器SPSR(Saved Program Status Register);
增加了两种异常模式,使操作系统代码可方便地使用数据访问中止异常、指令预取中止异常和未定义指令异常。;
增加了MRS/MSR指令,以访问新增的CPSR/SPSR寄存器;
增加了从异常处理返回的指令功能。
ARM版本Ⅳ : V4版架构
V4版架构在V3版上作了进一步扩充,V4版架构是目前应用最广的ARM体系结构,ARM7、ARM8、ARM9和StrongARM都采用该架构。
V4不再强制要求与26位地址空间兼容,而且还明确了哪些指令会引起未定义指令异常。
指令集中增加了以下功能:
符号化和非符号化半字及符号化字节的存/取指令;
增加了T变种,处理器可工作在Thumb状态,增加了16位Thumb指令集;
完善了软件中断SWI指令的功能;
处理器系统模式引进特权方式时使用用户寄存器操作;
把一些未使用的指令空间捕获为未定义指令
ARM版本Ⅴ : V5版架构
V5版架构是在V4版基础上增加了一些新的指令,ARM10和Xscale都采用该版架构。
这些新增命令有:
带有链接和交换的转移BLX指令;
计数前导零CLZ指令;
BRK中断指令;
增加了数字信号处理指令(V5TE版); 为协处理器增加更多可选择的指令;
改进了ARM/Thumb状态之间的切换效率;
E---增强型DSP指令集,包括全部算法操作和16位乘法操作;
J----支持新的JAVA,提供字节代码执行的硬件和优化软件加速功能。
ARM版本Ⅵ : V6版架构
V6版架构是2001年发布的,首先在2002年春季发布的ARM11处理器中使用。在降低耗电量地同时,还强化了图形处理性能。通过追加有效进行多媒体处理的SIMD(Single Instruction, Multiple Data,单指令多数据 )功能,将语音及图像的处理功能提高到了原型机的4倍。
此架构在V5版基础上增加了以下功能:
THUMBTM:35%代码压缩;
DSP扩充:高性能定点DSP功能;
JazelleTM:Java性能优化,可提高8倍;
Media扩充:音/视频性能优化,可提高4倍