ARM的體系結構與編程系列博客——ARM處理器系列介紹

時間：2019-01-11 18:20:01

關鍵字： ARM 體系結構處理器編程系列

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[導讀]ARM處理器系列介紹現(xiàn)在到了3月，過年過得過于舒服了。系列博客也停更了近半月，我果然是個慢（lan）性(gui)子，那么趁著到校的第一天晚上，就寫一篇博客來繼續(xù)我的系列博客了！眾所周知，ARM處理器的應用廣泛，現(xiàn)在就

ARM處理器系列介紹

現(xiàn)在到了3月，過年過得過于舒服了。系列博客也停更了近半月，我果然是個慢（lan）性(gui)子，那么趁著到校的第一天晚上，就寫一篇博客來繼續(xù)我的系列博客了！眾所周知，ARM處理器的應用廣泛，現(xiàn)在就為大家介紹一些基于ARM體系結構的處理器：

ARM7

ARM9

ARM9E

ARM10E

SecurCore

ARM11

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ARM處理器簡介

下面我將從上述列舉的幾個處理器，來給大家介紹ARM處理器

ARM7系列

ARM7系列處理器是低功耗的32位RISC處理器。主要用于對功耗和成本要求比較苛刻的消費類產(chǎn)品。ARM7系列的處理器還支持16位的Thumb指令集。ARM7系列市場上包括ARM7TDMI、ARM7TDMI-S、ARM7EJ-S和ARM720T!

ARM7系列處理器應用范疇

個人音頻設備（MP3）

接入級的無線設備

噴墨打印機

數(shù)字照相機

PDA

ARM7系列處理器特點

成熟的32位RICS芯片

功耗低

兼容16位處理器，代碼密度高

得到各大操作系統(tǒng)支持（Window CE、Symbian OS、Linux）

有著優(yōu)秀的調試機制

兼容于ARM9系列、ARM9E、ARM10E

ARM9系列

主要包括ARM9TDMI和ARM9E-S等系列,ARM9采用哈佛體系結構，指令和數(shù)據(jù)分屬不同的總線，可以并行處理。在流水線上，ARM7是三級流水線，ARM9是五級流水線。由于結構不同，ARM7的執(zhí)行效率低于ARM9。平時所說的ARM7、ARM9實際上指的是ARM7TDMI、ARM9TDMI軟核，這種處理器軟核并不帶有MMU和cache，不能夠運行諸如linux這樣的嵌入式操作系統(tǒng)。

ARM9系列處理器應用范疇

視頻電話

電子消費品：機頂盒等

數(shù)字照相機

成像設備

汽車、通訊系統(tǒng)

ARM9系列處理器特點

支持32位ARM指令與16位Thumb指令

五級流水線制

不僅支持一般的操作系統(tǒng)還支持了實時操作系統(tǒng)

統(tǒng)一的數(shù)據(jù)cache和指令cache

ARM9E系列

ARM9E系列微處理器為可綜合處理器，僅用單一的處理器內(nèi)核就提供了微控制器、DSP、Java應用系統(tǒng)的解決方案，極大地減少了芯片的面積和系統(tǒng)的復雜程度，降低了功耗，縮短了產(chǎn)品面世時間。ARM9E系列微處理器提供了增強的DSP處理能力，很適合于那些需要同時使用快速的數(shù)字信號處理(DSP)和微控制器的應用場合。ARM9E系列微處理器包含ARM926EJ-S、ARM946E-S和ARM966E-S三種類型，其中的ARM926EJ-S包含了Jazzele技術，可以通過硬件直接運行Java代碼，提高系統(tǒng)運行Java代碼的性能。

ARM9E系列處理器應用范疇

下一代無線設備

數(shù)字消費品：機頂盒等

成像設備

存儲設備

工業(yè)控制

汽車、通訊系統(tǒng)

網(wǎng)絡設備

ARM9E系列處理器特點

支持32位ARM指令與16位Thumb指令

包含了DSP指令集

五級流水線制

支持AMBA總線接口

可選浮點處理協(xié)處理器

不僅支持一般的操作系統(tǒng)還支持了實時操作系統(tǒng)

統(tǒng)一的數(shù)據(jù)cache和指令cache

ARM10E系列

RM10E中的E就是和ARM9E中的意思都是一樣，Enhance instrctions，意思是增強型DSP指令，說明了ARM9E其實就是ARM9就一個擴充，變種。ARM10E系列微處理器為可綜合處理器,使用單一的處理器內(nèi)核提供了微控制器、DSP、Java應用系統(tǒng)的解決方案,極大的減少了芯片的面積和系統(tǒng)的復雜程度。ARM9E系列微處理器提供了增強的DSP處理能力,很適合于那些需要同時使用DSP和微控制器的應用場合。

ARM10E與ARM9E區(qū)別在于，ARM10E使用哈佛結構，6級流水線，主頻最高可達325MHZ，1.35MIPS/HZ

ARM10E系列處理器應用范疇

下一代無線設備

數(shù)字消費品

成像設備

存儲設備

工業(yè)控制

汽車、通訊系統(tǒng)

網(wǎng)絡設備

ARM10E系列處理器特點

支持32位ARM指令與16位Thumb指令

包含了DSP指令集

六級流水線制

支持AMBA總線接口

可選浮點處理協(xié)處理器

不僅支持一般的操作系統(tǒng)還支持了實時操作系統(tǒng)

統(tǒng)一的數(shù)據(jù)cache和指令cache

高性能AHB

SecurCore系列

ARM SecurCore? 處理器系列基于行業(yè)領先的 ARM 架構提供功能強大的 32 位安全解決方案。通過用各種安全功能來加強已十分成功的 ARM 處理器，SecurCore 推出了智能卡，從而安全類的 IC 開發(fā)人員可以方便地利用 ARM 32 位技術的優(yōu)點（例如，晶片尺寸小、能效高、成本低、代碼密度優(yōu)異且性能十分突出）。SecurCore 處理器可在廣泛的安全應用中使用，其性能超越了舊的 8 位或 16 位安全處理器。

SecurCore系列處理器應用范疇

電子商務

電子銀行

網(wǎng)絡、移動媒體認證系統(tǒng)

SecurCore系列處理器特點

支持32位ARM指令與16位Thumb指令

采用軟內(nèi)核技術

極具安全性

提供面向智能卡和低成本存儲保護單元

可集成用戶自己的安全特性和其他處理器

ARM11系列

ARM11處理器系列所提供的引擎可用于當前生產(chǎn)領域中的很多智能手機，還廣泛用于消費類、家庭和嵌入式應用程序。該處理器的功耗非常低，提供的性能范圍為小面積設計中的 350 MHz 到速度優(yōu)化設計中的 1 GHz（45 納米和 65 納米）。ARM11 處理器軟件可以與以前所有 ARM 處理器兼容，并引入了用于媒體處理的 32 位 SIMD、用于提高操作系統(tǒng)上下文切換性能的物理標記 cache、強制實施硬件安全性的 TrustZone 以及針對實時應用的緊密耦合內(nèi)存。

ARM11系列處理器特點

Thumb指令集可以減少高達 35% 的內(nèi)存帶寬和大小需求

用于執(zhí)行高效嵌入式 Java 的 ARM Jazelle? 技術

ARM DSP 擴展

SIMD（單指令多數(shù)據(jù)）媒體處理擴展可提供高達 2 倍的視頻處理性能

作為片上安全基礎的 ARM TrustZone? 技術（ARM1176JZ-S 和 ARM1176JZF-S 處理器）Thumb-2 技術（僅 ARM1156(F)-S），可提高性能、能效和代碼密度

低功耗：0.21 mW/MHz (65G)，包括 cache 控制器,節(jié)能關閉模式能夠處理高級工藝中的靜態(tài)漏電情況

高性能整數(shù)處理器:8 級整數(shù)流水線可提供高時鐘頻率（對于 ARM1156T2(F)-S 為 9 級）
單獨的加載-存儲和算術流水線,分支預測和返回棧

高性能內(nèi)存系統(tǒng)設計:

支持 4-64k cache 大小

針對多媒體應用領域的、帶 DMA 的可選緊密耦合內(nèi)存

對于媒體處理和網(wǎng)絡應用領域，高性能 64 位內(nèi)存系統(tǒng)加快了數(shù)據(jù)存取速度