ARM的CPU分类.

1、ZT： arm cpu的架构及分类说明今天在编译 mplayer for mx27ads 的时候， 碰到了 armv5te与armv6优化的问题。默认的交叉编译器支持 armv5te也支持armv6，就默认使用了 mplayer中mpeg4的 armv6解码代码，结果在 mx27ads版上，播放mpeg4视频时颜色空间转换出错。对比X86后总算找到了这个问题，顺手根据 ARM!方资料和网上资料整理了一篇arm cpu的架构及分类说明。ARM微处理器系列ARM微处理器目前包括下面几个系列，以及其它厂商基于 ARM体系结构的处理器，除了具有ARM体系结构的共同特点以外，每一个系列的 ARM微处理器

2、都有各自的特点和应用领域。ARM7 系列 ARM9 系列 ARM9E系列ARM10E 系列ARM11系列Cortex 系列SecurCore 系列 Op timoDE Data EnginesXcale其中，ARM7 ARM9 ARM9E和ARM10为4个通用处理器系列，每一个系列提供一套相对独特的性能来满足不同应用领域的需求。SecurCore系列专门为安全要求较高的应用而设计。以下我们来详细了解一下各种处理器的特点及应用领域。ARM系歹yARM7系列微处理器为低功耗的32位RISC处理器，最适合用于对价位和功耗要 求较高的消费类应用。ARM7微处理器系列具有如下特点:具有嵌入式ICE RT

3、逻辑，调试开发方便。极低的功耗，适合对功耗要求较高的应用，如便携式产品。能够提供0.9MIPS/MHz的三级流水线结构。代码密度高并兼容16位的Thumb指令集。对操作系统的支持广泛，包括 Windows CE、Linux、Palm OS等。指令系统与ARM9系列、ARM9E系列和ARM10E系列兼容，便于用户的产品 升级换代。主频最高可达130MIPS,高速的运算处理能力能胜任绝大多数的复杂应用。ARM7系列微处理器的主要应用领域为：工业控制、In ternet 设备、网络和调制解调器设备、移动电话等多种多媒体和嵌入式应用。ARM7系列微处理器包括如下几种类型的核：ARM7TDMI ARM7

4、TDMI-SARM720T ARM7EJ其中，ARM7TMD是目前使用最广泛的 32位嵌入式RISC处理器，属低端ARM处理器核。TDMI的基本含义为:T：支持16为压缩指令集Thumb;D:支持片上Debug; ARM应用系统开发详解基于 S3C4510B勺系统设计3M内嵌硬件乘法器(Multiplier)I :嵌入式ICE，支持片上断点和调试点;Sams ung公司的S3C4510B即属于该系列的处理器。卫 TWuibVIIlMinI-I-' II.L卜41-AhM隹 J iARM系歹yARM9系列微处理器在高性能和低功耗特性方面提供最佳的性能。具有以下特点:-5级整数流水线，指令

5、执行效率更高。提供1.1MIPS/MHz的哈佛结构。支持32位ARM指令集和16位Thumb指令集。支持32位的高速AMBA总线接口。-全性能的MMU支持 Windows CE、Linux、Palm OS等多种主流嵌入式操作系统。-MPU支持实时操作系统。支持数据Cache和指令Cache,具有更高的指令和数据处理能力。ARM9系列微处理器主要应用于无线设备、仪器仪表、安全系统、机顶盒、高端打 印机、数字照相机和数字摄像机等。ARM9系列微处理器包含 的应用场合。 IItTfI IH vrii I II larrJ P |*肿 1iAUheT«1|DtkUARM920T ARM922

6、T和ARM940T三种类型，以适用于不同ARM9E系 列ARM9E系列微处理器为可综合处理器，使用单一的处理器内核提供了微控制器、DSP JavaARM9E系 列应用系统的解决方案，极大的减少了芯片的面积和系统的复杂程度。 微处理器提供了 增强的DSP处理能力，很适合于那些需要同时使用 DSP和微控制器的应用场 合合。ARM9E系列微处理器的主要特点如下:支持DSP指令集，适合于需要高速数字信号处理的场合。-5级整数流水线，指令执行效率更高。支持32位ARM指令集和16位Thumb指令集。支持32位的高速AMBA总线接口。支持VFP9浮点处理协处理器。-全性能的MMU支持 Windows CE

7、、Linux、Palm OS等多种主流嵌入式操作系统。-MPU支持实时操作系统。支持数据Cache和指令Cache,具有更高的指令和数据处理能力。主频最高可达300MIPS。ARM9系列微处理器主要应用于下一代无线设备、数字消费品、成像设备、工业控 制、存储设备和网络设备等领域。ARM9E系列微处理器包含 ARM926EJ-S ARM946E-S和ARM966E-S三种类型，以 适用于不同的应用场合。-6级整数流水线，指令执行效率更高。支持32位ARM指令集和16位Thumb指令集。支持32位的高速AMBA总线接口。支持VFP10浮点处理协处理器。-全性能的MMU支持 Windows CE、L

8、inux、Palm OS等多种主流嵌入式操作系统。支持数据Cache和指令Cache,具有更高的指令和数据处理能力主频最高可达400MIPS。内嵌并行读/写操作部件。ARM10E系列微处理器主要应用于下一代无线设备、数字消费品、成像设备、工业 控制、通信和信息系统等领域。ARM10E系列微处理器包含 ARM1020E ARM1022和 ARM1026EJ-S三种类型，以适 用于不同的应用场合。ARMv疎构通过以下几点来增强处理器的性能:-多媒体处理扩展使MPEG编码/解码加快一倍音频处理加快一倍-增强的Cache结构实地址Cache减少Cache的刷新和重载减少上下文切换的开销-增强的异常和中

9、断处理使实时任务的处理更加迅速=支持Unaligned和Mixed-endian数据访问使数据共享、软件移植更简单，也有利于节省存储器空间 对绝大多数应用来说，ARMve保持了 100%勺二进制向下兼容，使用户过去开发的程 序可以进一步继承下去。ARMv6保持了所有过去架构中的T （Thumb旨令）和E （DSP指令）扩展，使代码压缩和 DSP处理特点得到延续；为了加速 Java代码执 行速度的ARM Jazalle技术也继续在ARMv疎构中发挥重要作用。ARM1处理器是为了有效的提供高性能处理能力而设计的。在这里需要强调的是， ARM不是不能设计出运行在更高频率的处理器，而是，在处理器能提供

10、超高性能 的同时，还要保证功耗、面积的有效性。 ARM1优秀的流水线设计是这些功能的重 要保证。R d4ii T 巴th» hr Mr-rU益(ri - -J "MH 11 H-hillUH I V 1*lH I.wniriF Fr-.Ji4 - H:i*"t(«Cortex系列新的ARM Cortex处理器系列包括了 ARMv7架构的所有系列，含有面向复杂操作系 统、实时的和微控制器应用的多种处理器。ARM Cortex-A系列是针对日益增长的，运行包括Linux、Windows CE和 Symbian在内的操作系统的消费者娱乐和无线 产品设计的；AR

11、M Cortex-R系列针对的是需要运行实时操作系统来进行控制应用 的系统，包括有汽车电子、网络和影像系统；ARM Cortex-M系列则是为那些对开发费用非常敏感同时对性能要求不断增加的嵌入式应用所设计的ARM Cortex-M系列支持Thumb-2指令集，它是Thumb指令集的扩展集，可以执行 所有已存的为早期的处理器编写的代码。通过一个前向的转换方式，为ARMCortex-M系列处理器所写的用户代码可以与 ARM Cortex-R系列微处理器完全兼 容。ARM Cortex-M系列系统代码（例如实时操作系统可以很容易地移植到基于ARMCortex-R系列的系统。ARM Cortex-A和

12、-R系列处理器还支持 ARM 32位指令集， 向后完全兼容早期的ARM处理器，包括从1995年发布的ARM7TDMt理器到最近的 ARM1处理器系列。在命名方式上，基于ARMv7架构的ARM处理器已经不再延用过去的数字命名方式, 而是冠以Cortex的代号。基于v7A的称为"Cortex-A系列"，基于v7R的称为 "Cortex-R 系列"，基于 v7M的称为"Cortex-M3"。Cortex-M系列处理器主要包含 ARM Cortex-M1, ARM Cortex-M3两款处理器。Cortex-R系列处理器目前包括 ARM Co

13、rtex-R4和ARM Cortex-R4F两个型号，主要 适用于实时系统的嵌入式处理器。Cortex-A 系列处理器目前包括 ARM Cortex-A8, ARM Cortex-A9-MP Core, ARM Cortex-A9-S in gle Core P rocessor。Fit Wj* hriiv ryUnriK jU*AftHKjurtun AV WK 才* EJblHtJurhii MA常nrlEi -.-ILjTiS. Jl I . _r gI J： *SecurCore 系列SecurCore系列微处理器专为安全需要而设计，提供了完善的32安全解决方案，位RISC技术的因此，

14、SecurCore系列微处理器除了具有ARM体系结构的低功耗、 外，还具有其独特高性能的特点的优势，即提供了对安全解决方案的支持。SecurCore系列微处理器除了具有ARM体系结构各种主要特点外, 方面具有如下还在系统安全的特点:带有灵活的保护单元，以确保操作系统和应用数据的安全。采用软内核技术，防止外部对其进行扫描探测。可集成用户自己的安全特性和其他协处理器。SecurCore系列微处理器主要应用于一些对安全性要求较高的应用产品及应用系 统，如电子商务、电子政务、电子银行业务、网络和认证系统等领域。SecurCore 系列微处理器包含 SecurCore SC100、SecurCore S

15、C110、SecurCore SC200和 SecurCoreSC210四种类型，以适用于不同的应用场合。7“iIhhh1IhiiI 心rvLh*i millPHrKIDDPl 崎riTOp timoDE Data EnginesARM勺 OptimoDE Data Engine 是许可使用的 IP，数据路径函数资源库以及具有各种并行机制和性能的预配置微结构。位于高性能嵌入式信号处理应用，开发者能够使用它作为单机处理器或具有微处理 器核的设计中。它支持并行性、虚拟无限的数据路径配置（包括混合宽度）、用户 扩展以及访问固定功能或可编它具有一个相关工具环境、一个Op timoDE定程的数据引擎。O

16、ptimoDE Data Engine与ARM勺DSP接口规范兼容，这种接口规 范规定了核与核之间基于邮箱的指令控制讯息和大量数据传送的接口、纠错和追踪 接口以及多核纠错协议、还有针对处理器交互通信的软件API。通过支持可编程性能，OptimoDE设计流程使设计者能够冻结Data Engine的 结构，继续通过软件改变来调整算法。这种方法使具有相似要求的多个算法能够使 用同样的Data Engine硬件。在开发者将设计提交给工厂或者批量供应后，他们还 能重新编程OptimoDE Data Engine，重新生成代码来包容增加的设计改进或替代 算法，而不用改变底层的硬件结构。工具环境使设计者能够

17、配置和扩展数据路径资源单元的类型和数目。设计者还 能配置本地存储的类型和大小以及交互连接的级别。arms供一个C编译器和性能分析工具，开发者使用它们用 C或C+来对OptimoDE Data Engine进行编程。一 旦数据引擎在一个设计中组合应用，Op timoDE工具环境就能够自动生成仿真模 型，设计者使用它可以验证集成过程。OptimoDE Data Engine具有AMBAft容特性并能和ARM勺多种系统IP 一起工作。Xscale系列Xscale处理器是基于ARMV5TE体系结构的解决方案，是一款全性能、高性价比、低功耗的处理器。它支持16位的Thumb指令和DSP指令集，已使用在数字 移动电话、个人数字助理和网络产 品等场合。Xscale处理器是以前In tel主要推广的一款ARM微处理器.但在2006年11月8日，Marvell完成了对英特尔公司手机和应用处理器业务部门的收购。根据该项 收购协议，英特尔将在2008年6月前为Marvell制造和供应芯片.5* * lU ilr tMiiwvIfJUW46Ftp斗>J -I. iNE_ .iriARM10系列ARM10E系列微处理器具有高性能、低功耗的特点，由于采用了新的体系结构, 与同等的ARM9器件相比较，在同