ARM系列及特点.

1、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：Thumb16位指令集，为了改善代码密度；DSPDSP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

2、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

3、低的功耗；三段流水线和冯诺依曼结构，提供0.9MIPS/MHZ。2、SecurCoreSC100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l.lMIPS/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

4、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

5、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。二.ARM微处理器的应用选型鉴于ARM微处理器的众多优点，随着国内外嵌入式应用领域的逐步发展，ARM微处理器必然会获得广泛的重视和应用。但是，由于ARM微处理器有多达十几种的内核结构，几十个芯片生产厂家，以及千变万化的内部功能配置组合，给开发人员在选择方案时带来一定的困难，所以，对ARM芯片做一些对比研究是十分必要的。以下从应用的角度出发，对在选择ARM微处理器时所应考虑的主要问题做一些简要的探讨。1.ARM微处理器内核

6、的选择从前面所介绍的内容可知，ARM微处理器包含一系列的内核结构，以适应不同的应用领域，用户如果希望使用WinCE或标准Linux等操作系统以减少软件开发时间，就需要选择ARM720T以上带有MMU(MemoryManagementUnit)功能的ARM芯片，ARM720T、ARM920T、ARM922T、ARM946T、Strong-ARM都带有MMU功能。而ARM7TDMI则没有MMU，不支持WindowsCE和标准Linux，但目前有uCLinux等不需要MMU支持的操作系统可运行于ARM7TDMI硬件平台之上。事实上，uCLinux已经成功移植到多种不带MMU的微处理器平台上，并在稳定

7、性和其他方面都有上佳表现。本书所讨论的S3C4510B即为一款不带MMU的ARM微处理器,可在其上运行uCLinux操作系统。2系统的工作频率系统的工作频率在很大程度上决定了ARM微处理器的处理能力。ARM7系列微处理器的典型处理速度为0.9MIPS/MHZ,常见的ARM7芯片系统主时钟为20MHz-133MHz,ARM9系列微处理器的典型处理速度为1.1MIPS/MHZ，常见的ARM9的系统主时钟频率为100MHz-233MHz，ARM10最高可以达到700MHzo不同芯片对时钟的处理不同，有的芯片只需要一个主时钟频率，有的芯片内部时钟控制器可以分别为ARM核和USB、UART、DSP、音频等功能部件提供不同频率的时钟。3芯片内存储器的容量大多数的ARM微处理器片内存储器的容量都不太大，需要用户在设计系统时外扩存储器，但也有部分芯片具有相对较大的片内存储空间，如ATMEL的AT91F40162就具有高达2MB的片内程序存储空间，用户在设计时可考虑选用这种类型，以简化系统的设计。4片内外围电路的选择除ARM微处理器核以外，几乎所有的ARM芯片均根据各自不同的应用领域，扩展了相关功能模块，