ARM9系列處理器—嵌入式處理器

ａｒｍ９系列處理器是英國ａｒｍ公司設(shè)計的主流嵌入式處理器，主要包括ａｒｍ９ｔｄｍｉ和ａｒｍ９ｅ－ｓ等系列?！　⌒乱淮模幔颍恚固幚砥鳎ㄟ^全新的設(shè)計，采用了更多的晶體管，能夠達(dá)到兩倍以上于ａｒｍ７處理器的處理能力。這種處理能力的提高是通過增加時鐘頻率和減少指令執(zhí)行周期實現(xiàn)的?！　。薄r鐘頻率的提高　?。幔颍恚诽幚砥鞑捎茫臣壛魉€，而ａｒｍ９采用５級流水線。增加的流水線設(shè)計提高了時鐘頻率和并行處理能力。５級流水線能夠?qū)⒚恳粋€指令處理分配到５個時鐘周期內(nèi)，在每一個時鐘周期內(nèi)同時有５個指令在執(zhí)行。在同樣的加工工藝下，ａｒｍ９ｔｄｍｉ處理器的時鐘頻率是ａｒｍ７ｔｄｍｉ的１．８～２．２倍?！　。病≈噶钪芷诘母倪M(jìn)　　指令周期的改進(jìn)對于處理器性能的提高有很大的幫助。性能提高的幅度依賴于代碼執(zhí)行時指令的重疊，這實際上是程序本身的問題。對于采用最高級的語言，一般來說，性能的提高在３０％左右?！　。玻薄。欤铮幔洌蟆≈噶蠲睢。螅簦铮颍澹笾噶睢　≈噶钪芷跀?shù)的改進(jìn)最明顯的是ｌｏａｄｓ指令和ｓｔｏｒｅｓ指令。從ａｒｍ７到ａｒｍ９這兩條指令的執(zhí)行時間減少了３０％。指令周期的減少是由于ａｒｍ７和ａｒｍ９兩種處理器內(nèi)的兩個基本的微處理結(jié)構(gòu)不同所造成的?！　。ǎ保幔颍恚褂歇毩⒌闹噶詈蛿?shù)據(jù)存儲器接口，允許處理器同時進(jìn)行取指和讀寫數(shù)據(jù)。這叫作改進(jìn)型哈佛結(jié)構(gòu)。而ａｒｍ７只有數(shù)據(jù)存儲器接口，它同時用來取指令和數(shù)據(jù)訪問?！　。ǎ玻导壛魉€引入了獨立的存儲器和寫回流水線，分別用來訪問存儲器和將結(jié)果寫回寄存器?！　∫陨蟽牲c實現(xiàn)了一個周期完成ｌｏａｄｓ指令和ｓｔｏｒｅｓ指令?！　。玻病』ユi（ｉｎｔｅｒｌｏｃｋｓ）技術(shù)　　當(dāng)指令需要的數(shù)據(jù)因為以前的指令沒有執(zhí)行完而沒有準(zhǔn)備好就會產(chǎn)生管道互鎖。當(dāng)管道互鎖發(fā)生時，硬件會停止這個指令的執(zhí)行，直到數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好為止。雖然這種技術(shù)會增加代碼執(zhí)行時間，但是為初期的設(shè)計者提供了巨大的方便。編譯器以及匯編程序員可以通過重新設(shè)計代碼的順序或者其他方法來減少管道互鎖的數(shù)量?！　。玻场》种χ噶睢　。幔颍恚购停幔颍恚返姆种χ噶钪芷谑窍嗤?。而且ａｒｍ９ｔｄｍｉ和ａｒｍ９ｅ－ｓ并沒有對分枝指令進(jìn)行預(yù)測處理?！　。场。幔颍恚菇Y(jié)構(gòu)及特點　　以ａｒｍ９ｅ－ｓ為例介紹ａｒｍ９處理器的主要結(jié)構(gòu)及其特點。ａｒｍ９ｅ－ｓ的結(jié)構(gòu)如圖４所示。其主要特點如下：　　（１）３２ｂｉｔ定點ｒｉｓｃ處理器，改進(jìn)型ａｒｍ／ｔｈｕｍｂ代碼交織，增強性乘法器設(shè)計。支持實時（ｒｅａｌ－ｔｉｍｅ）調(diào)試；　?。ǎ玻┢瑑?nèi)指令和數(shù)據(jù)ｓｒａｍ，而且指令和數(shù)據(jù)的存儲器容量可調(diào)；　?。ǎ常┢瑑?nèi)指令和數(shù)據(jù)高速緩沖器（ｃａｃｈｅ）容量從４ｋ字節(jié)到１ｍ字節(jié)；　　（４）設(shè)置保護(hù)單元（ｐｒｏｔｃｃｔｉｏｎ?。酰睿椋簦浅＿m合嵌入式應(yīng)用中對存儲器進(jìn)行分段和保護(hù)；　?。ǎ担┎捎茫幔恚猓帷。幔瑁饪偩€接口，為外設(shè)提供統(tǒng)一的地址和數(shù)據(jù)總線；　?。ǎ叮┲С滞獠繀f(xié)處理器，指令和數(shù)據(jù)總線有簡單的握手信令支持；　　（７）支持標(biāo)準(zhǔn)基本邏輯單元掃描測試方法學(xué)，而且支持ｂｉｓｔ（ｂｕｉｌｔ－ｉｎ－ｓｅｌｆ－ｔｅｓｔ）；　　（８）支持嵌入式跟蹤宏單元，支持實時跟蹤指令和數(shù)據(jù)?！　。础。幔颍恚沟牡湫蛻?yīng)用　　ｔｉ公司的ｏｍａｐ７３０是最新的無線通信基帶信號處理器。該處理器是ｔｉ的ｇｐｒｓ　ｃｌａｓｓ?。保餐ㄐ拍K與專用于應(yīng)用處理的ａｒｍ９２６通用處理器（ｇｐｐ）的集成。由于ｇｐｐ的速度可達(dá)２００ｍｈｚ，因此ｏｍａｐ７３０具有兩倍于上一代ｏｍａｐ７１０處理器的應(yīng)用處理性能。如同所有的ｏｍａｐ處理器一樣，ｏｍａｐ７３０可支持領(lǐng)先的移動操作系統(tǒng)，其中包括ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ的智能電話與ｐｏｃｋｅｔ?。穑恪。穑瑁铮睿澹澹洌椋簦椋铮?、ｓｖｍｂｉａｎ?。铮笈cｓｅｒｉｅｓ?。叮?、ｐａｌｍ?。铮笠约埃欤椋睿酰！　g迎轉(zhuǎn)載