ARM技术的应用现状_百度文库.

1、ARM技术的应用现状班级：XXX姓名：XXX1 .前言2 . ARM嵌入式处理器3 . ARM处理器的优势4 . Arm9与arm75.2011年嵌入式行业的八大趋势、八 冃 IJ 言各种新型微处理器的出现和应用的不断深化，嵌入式系统在后 PC 时代得到了空前的发展。随着时间的推移和技术的进步，在工业控制、家用电器、智能仪器仪 表、机电控制等领域，已不断展现出其独特魅力。与桌面计算机不同，嵌入式计算 机系统以应用为中心，具有专用性、低成本、低功耗、高性能、高可靠性等特点。 嵌入式系统日益广泛的应用也让人们认识到这项技术蕴含的巨大的市场潜力。市场 的需求带动了对技术人才的需求，在未来 5 年里嵌

2、入式系统领域将有超过 120 万的 人才缺口，社会急需嵌入式系统相关专业的人才。.ARM 嵌入式处理器ARM 嵌入式处理器是一种 32 位高性能、低功耗的 RISC 芯片，它由英国 ARM 公司设计，世界上几乎所有的主要半导体厂商都生产基于ARM 体系结构的通用芯片，或在其专用芯片中嵌入 ARM 的相关技术，如 TI、Motorola、Intel、 Atmel、Samsung Philips、Altera、Nec、Sharp NS 等公司都有相应的产品。 ARM 微处理器一般都具有体积小、功耗低、成本低、性能高、速度快的特点，目 前 ARM 芯片广泛应用于工业控制、无线通信、网络产品、消费类电

3、子产品、安全产品等领域，如交换机、路由器、数控设备、机顶盒、STB 及智能卡都采用了ARM 技术，并在将来取得更广泛的应用。由于嵌入式实时操作系统具有高度的模块化、扩展性和可靠性，使得嵌入式实 时操作系统在目前的嵌入式应用中用得越来越广泛，尤其在功能复杂、系统庞大的 应用中显得越来越重要。在嵌入式应用中使用嵌入式实时操作系统能充分发挥32位 CPU 的多任务潜力；提高开发效率，缩短开发周期；并且开发出来的产品具有 高可靠性。目前来讲，嵌入式操作系统有几十种，常见的嵌入式操作系统有卩 CLinux RTLinux、Windows CE、Palm OS VxWorks、OSE、eCOS、卩 C/O

4、S II。三. ARM 处理器的优势ARM 处理器的优势对于如今大量出现的32 位嵌入式应用，以笔者之见，arm处理器的优势主要有以下几个方面。1 高性能、低功耗、低价格把ARM 处理器的性能拿来和一些着名的通用处理器（如Pentium ）相比是不合适的，因为他们各自针对的应用需求是不同的。Pentium 处理器采用多条指令流水线的超标量结构，追求通用应用目标下的超强性能，功耗大，可以用散热器加风扇 散热。ARM针对嵌入式应用，在满足性能要求的前提下，力求最低的功率消耗。ARM 结构的优点是能兼顾到性能、功耗、代码密度、价格等几个方面，而且做得比较均衡。在性能/功耗比（MIPS/W）方面，AR

5、M 处理器具有业界领先的性能。基于ARM 核的芯片价格也很低，目前armCortexM 的芯片价格可低至 10 元人民币左右。2 丰富的可选择芯片 ARM 只是一个核，ARM 公司自己不生产芯片，采用授权方式给半 导体生产商。目前，全球几乎所有的半导体厂家都向ARM 公司购买了各种 ARM 核，配上多种不同的控制器（如 LCD 控制器、SDRAM 控制器、DMA 控制器等）和外设、接口，生产各种基于 ARM 核的芯片。目前，基于ARM 核的各种处理器型号有好几百种，在国内市场上，常见的有ST TI、NXR Atmel、Samsung OKI、Sharp、Hynix、Crystal 等厂家的芯片

6、。用户可以根据 各自的应用需求，从性能、功能等方面考察，在许多具体型号中选择最合适的芯片来设计自己 的应用系统。由于 ARM 核采用向上兼容的指令系统，用户开发的软件可以非常方便地移植到更 高的arm平台。3广泛的第三方支持以如今的技术，设计一个处理器并非难事，但要使这个处理器得 到大家认可，并取得市场成功却是非常困难的，其中涉及许多技术与非技术的因素和环节，还 包括时机、运气。因为现在许多产品的开发，不是一个简单的处理器加几百条指令、语句就可 以解决的。要用到 32 位处理器，一般都要有编译器、高效的开发工具（仿真器及调试环 境）、操作系统、 协议栈等，这些东西都不是一个芯片生产商可以解决的

7、，而需要许多第三方 的支持。这就像一粒种子，需要土壤、空气、水等环境才能发芽、成长。这也是我们的一些“中国芯”该反思之处。ARM 通过近 20 年的培育、 发展， 得到了广泛的第三方合作伙伴支持。 目前， 除通用编 译器 GCC ARM有自己的高效编译、调试环境（ MDK Keil ），全球约有 50 家以上的实时操作 系统（RTOS 软件厂商和 30家以上的 EDA 工具制造商，还有很多高效率的实时跟踪调试工具 的厂商，对 ARM 提供了很好的支持。用户采用arm 处理器开发产品，既可以获得广泛的支持，也便于和同行交流，加快开发进度，缩短产品的上市时间。4 完整的产品线和发展规划ARM 核根

8、据不同应用需求对处理器的性能要求，有一个从ARM7 ARM9 到 ARM10 ARM11 以及新定义的 CortexM/R/A 系列完整的产品线。前几年应用较 多的主要是基于 V4 架构的 ARM7TDMI ARM720T ARM920T 核的一些处理器芯片，女口NXP 的LPC2000 系列、ST 的 STR7/9 系列、Atmel 的 AT91 系列和 Samsung 的 S3C 系列。近两年， armCortex系列以更好的性能、更低的价格得到快速推广，典型的就是基于CortexM3 的 STM32系列。ARMCortexM/R/A 系列分别针对不同的应用领域。M 系列主要面向传统微控制

9、器（MCU/单片机）应用，这类应用面很广，要求处理器有丰富的外设，并且各方面 比较均衡；R 系列强调实时性，主要用于实时控制，如汽车引擎；A 系列面向高性能、低功耗应用系统，如智能手机。选用 ARM 处理器进行开发，技术积累性较 强，生命周期长，设计重用度高，不易被淘汰。用户在选择ARM 处理器时，可以针对应用需求，从大量的arm芯片中选用满足性能、功能要求的产品，以获得较好 的性价比。四. Arm9 与 arm7随着更多应用在嵌入式系统中的实现，嵌入式系统设计向着更高级、更复杂的方向 发展。作为 32 位结构体系中的翘楚，ARMS 各种应用领域里得到了极其广泛的应 用，成为目前国内电子设计领

10、域里面的焦点之一（2005 年一项针对国内嵌入式系 统开发者的调查表明，有 63%勺工程师把 ARM 作为 32 位 CPU 勺首选）。过去几年 里，绝大部分 ARM 系统都是基于 ARMTi 理器，最近一年里，基于 ARM9 处理器的产 品越来越多，研究 ARM 啲特点以及如何优化从 ARM 刮 arm9 的移植，成为很多嵌 入式系统设计者所关注的热点问题。Tag:嵌入式系统 arm9 arm7 arm9E arm10E我们惯称的 ARM9 系列中又存在 ARM% ARM9 两个系列，其中 ARM9 属于 ARM v4T架构，典型处理器如 ARM9TDMI ARM922T 而 ARM9 属于

11、 ARM v5TE 架构，典 型处理器如 ARM926E 和 ARM946E 因为后者的芯片数量和应用更为广泛，所以我 们提到 ARM啲时候更多地是特指 ARM9 系列处理器 （主要就是 ARM926E 和 ARM946 这两款处理器） 。下面关于 ARM 啲介绍也是更多地集中于 arm9E。ARM7 处理器和 arm9E 处理器的流水线差别对嵌入式系统设计者来说，硬件通常是第一考虑的因素。针对处理器来说，流 水线则是硬件差别的最明显标志，不同的流水线设计会产生一系列硬件差异。让我 们来比较一下 ARM7 和 ARM9E 勺流水线，ARM9 从 ARM7 勺 3 级流水线增加到了 5 级，AR

12、M9E勺流水线中容纳了更多的逻辑操作，但是每一级的逻辑操作却变得更为 简单。比如原来ARM7 的第三级流水，需要先内部读取寄存器、然后进行相关的逻 辑和算术运算，接着处理结果回写，完成的动作非常复杂；而在ARM9E 勺 5 级流水中，寄存器读取、逻辑运算、结果回写分散在不同的流水当中，使得每一级流水处 理的动作非常简洁。这就使得处理器的主频可以大幅度地提高。因为每一级流水都 对应 CPU 的一个时钟周期，如果一级流水中的逻辑过于复杂，使得执行时间居高不 下，必然导致所需的时钟周期变长，造成 CPU 的主频不能提升。所以流水线的拉 长，有利于 CPU 主频的提高。在常用的芯片生产工艺下，ARM

13、一般运行在 100MHz左右，而 arm9E 则至少在 200MHz 以上。五. 2011 年嵌入式行业的八大趋势市场研究公司 VDC 研究集团为我们带来了 2011 年嵌入式软硬件市场的八大趋势。1.1. AndroidAndroid 推动商业化 LinuxLinux 市场随着设备厂商将 An droid 用于手机以外的应用环境，商业化 Linux 市场将会迎来新的增长。2.2. 更多的多操作系统设备更多的应用环境将会采用传统操作系统所无法支持的尖端用户界面，终端用户会寻求多操作系统设备。3.3. 嵌入式和移动市场会迎来更多的虚拟化应用随着硬件 BOM 成本、附加运行环境执行延时和成本的下降，操作系统虚拟化会迎来更大的机遇，成为更多供应商的重点目标。4.4. SymbianSymbian 的损失变成 MeeGoMeeGo 的增长英特尔对嵌入式市场的持续关注加上 Symbian 在战略方向上的失误导致诺基亚将重点转向 Linux 平台，这些变化将会为 MeeGo 带来增长。5.5. OEMOEM 厂商会采用更多的网络端安全测试工具嵌入式设备产品与云端和网络端内容交互日益增多，OEM 厂商将会采用更多的网络端安全测试工具。6.6.