嵌入式微处理器结构与应用课件

0CHAPTER基础知识RISC和CISC冯·诺依曼体系结构和哈佛体系结构流水线总线高速输入输出接口输入输出设备存储器嵌入式软件开发特点基础知识CISC和RISCCISC：复杂指令集（ComplexInstructionSetComputer）具有大量的指令和寻址方式，指令长度可变8/2原则：80%的程序只使用20%的指令大多数程序只使用少量的指令就能够运行。RISC：精简指令集（ReducedInstructionSetComputer)只包含最有用的指令，指令长度固定确保数据通道快速执行每一条指令使CPU硬件结构设计变得更为简单CISC与RISC的数据通道IFIDREGALUMEM开始退出IFIDALUMEMREG微操作通道开始退出单通数据通道RISC：Load/Store结构CISC：寻址方式复杂CISC的背景和特点背景:存储资源紧缺,强调编译优化增强指令功能，设置一些功能复杂的指令，把一些原来由软件实现的、常用的功能改用硬件的（微程序）指令系统来实现为节省存储空间，强调高代码密度，指令格式不固定，指令可长可短，操作数可多可少寻址方式复杂多样，操作数可来自寄存器，也可来自存储器采用微程序控制，执行每条指令均需完成一个微指令序列CPI>５，指令越复杂，CPI越大。CISC的主要缺点指令使用频度不均衡。高频度使用的指令占据了绝大部分的执行时间，扩充的复杂指令往往是低频度指令。大量复杂指令的控制逻辑不规整，不适于VLSI工艺VLSI的出现，使单芯片处理机希望采用规整的硬联逻辑实现，而不希望用微程序，因为微程序的使用反而制约了速度提高。(微码的存控速度比CPU慢5-10倍)。软硬功能分配复杂指令增加硬件的复杂度，使指令执行周期大大加长，直接访存次数增多，数据重复利用率低。不利于先进指令级并行技术的采用流水线技术RISC基本设计思想减小CPI:CPUtime=Instr_Count*CPI*Clock_cycle精简指令集：保留最基本的，去掉复杂、使用频度低的指令采用Load/Store结构，有助于减少指令格式，统一存储器访问方式采用硬接线控制代替微程序控制RISC的提出与发展Load/Store结构提出：CDC6600(1963)--CRAY1(1976)RISC思想最早在IBM公司提出，但不叫RISC，IBM801处理器是公认体现RISC思想的机器。1980年，Berkeley的Patterson和Dizel提出RISC名词，并研制了RISC-,实验样机。1981年Stanford的Hennessy研制MIPS芯片。85年后推出商品化RISC:MIPS1(1986)和SPARCV1(1987)典型的高性能RISC处理器SUN公司的SPARC(1987)MIPS公司的SGI:MIPS(1986)HP公司的PA-RISC,IBM,Motorola公司的PowerPCDEC、Compac公司的AlphaAXPIBM的RS6000(1990)第一台SuperscalarRISC机

关注：国产CPU龙芯与MIPSCISC与RISC的对比类别CISCRISC指令系统指令数量很多较少，通常少于100执行时间有些指令执行时间很长，如整块的存储器内容拷贝；或将多个寄存器的内容拷贝到存贮器没有较长执行时间的指令编码长度编码长度可变，1-15字节编码长度固定，通常为4个字节寻址方式寻址方式多样简单寻址操作可以对存储器和寄存器进行算术和逻辑操作只能对寄存器对行算术和逻辑操作，Load/Store体系结构编译难以用优化编译器生成高效的目标代码程序采用优化编译技术，生成高效的目标代码程序冯·诺依曼体系结构是否还记得计算机五大部件？冯.诺曼结构的处理器使用同一个存储器，经由同一个总线传输.冯·诺依曼体系结构指令寄存器控制器数据通道输入输出中央处理器存储器程序指令0指令1指令2指令3指令4数据数据0数据1数据2取指令和存取数据能否重叠执行？哈佛体系结构指令寄存器控制器数据通道输入输出CPU程序存储器指令0指令1指令2数据存储器数据0数据1数据2地址指令地址数据流水线技术流水线(Pipeline)技术：几个指令可以并行执行提高了CPU的运行效率内部信息流要求通畅流动译码取指执行add译码取指执行sub译码取指执行cmp时间AddSubCmp

最佳流水线该例中用6个时钟周期执行了6条指令所有的操作都在寄存器中（单周期执行）指令周期数(CPI)=1

操作周期 1 2 3 4 56ADDSUBMOVANDORREORCMPRSBFetchDecodeExecuteFetchDecodeExecuteFetchDecodeExecuteFetchDecodeExecuteFetchDecodeExecuteDecodeExecuteFetchDecodeFetchFetchLDR流水线举例该例中，用6周期执行了4条指令指令周期数(CPI)=1.5

周期

操作 1 2 3 4 5 6ADDSUBLDRMOVANDORRFetchDecodeExecuteFetchDecodeExecuteFetchDecodeExecuteDataWritebackFetchDecodeExecuteFetchDecodeFetch分支流水线举例流水线被阻断周期

12345

0x8000BL0x8004X0x8008XX0x8FECADD0x8FF0SUB0x8FF4MOV地址

操作FetchDecodeExecuteFetchDecodeExecuteFetchDecodeFetchFetchDecodeExecuteLinkretAdjustFetchDecodeFetch超标量执行超标量(Superscalar)执行：超标量CPU采用多条流水线结构执行1取指指令译码2译码1执行2执行1取指译码2译码1执行2流水线1流水线2数据回写高速缓存（CACHE）1、为什么采用高速缓存微处理器的时钟频率比内存速度提高快得多，高速缓存可以提高内存的平均性能。2、高速缓存的工作原理高速缓存是一种小型、快速的存储器，它保存部分主存内容的拷贝。CPU高速缓存控制器CACHE主存数据数据地址总线和总线桥CPU低速设备桥数据高速总线存储器高速设备键盘低速总线ARM公司提出的AMBA总线标准总线总线的主要参数有总线的带宽总线的位宽总线的工作时钟频率总线机制微处理器（CPU）是嵌入式系统硬件平台的核心构件，但不是全部。按照冯·诺依曼体系结构思想，计算机的硬件是由CPU、存储器和I/O设备三部分组成的。总线是把CPU与存储器、I/O设备相连接的信息通道，但总线并不仅仅指的是一束信号线，而应包含相应的通信协议。按照使用场合的不同，总线分成芯片级总线（CPU总线）、板卡级总线（内总线）和系统级总线（外总线）。ISAIBM公司于1981年推出的基于8位机PC/XT的总线，称为PC

总线。IBM公司于1984年推出了16位PC机PC/AT，其总线称为AT总线。然而IBM公司从未公布过他们的AT总线规格。由Intel公司，IEEE和EISA集团联合开发了与IBM/AT原装机总线意义相近的ISA总线，即8/16位的“工业标准结构”(ISA-IndustryStandardArchitecture)总线。6.66MHZ至26.66MHZ

，典型8MHzEISA总线，32位PCI1991年下半年，Intel公司首先提出了PCI的概念。Intel联合IBM、Compaq、AST、HP、DEC等100多家公司成立了PCI集团，其英文全称为：PeripheralComponentInterconnectSpecialInterestGroup(外围部件互连专业组)，简称PCISIG。93年发布PCI2.0，32位，33MHz。5个以上PCI插槽AGP（图形加速处理）90年代后期，PCI-X，64位/66MHzI2CPHILIPS开发了一种用于内部IC控制的简单的双向两线串行总线I2C(Inter-IntegratedCircuit)最高速率100Kbps，25英尺，最多可支持40个设备数据线时钟线CAN（ControllerAreaNetwork）80年代末，由德国Bosch公司最先提出被设计作为汽车环境中的微控制器通讯，在车载各电子控制装置ECU之间交换信息，形成汽车电子控制网络。发动机管理系统、变速箱控制器、仪表装备、电子主干系统中，均嵌入CAN控制装置。使用CSMA/CD协议40米以内，1Mbps；10Km，5Kbps；理论上可以支持无限多个设备可靠性高，误码率为10-11抗电磁干扰性强汽车中的CAN总线汽车电子产品（18个嵌入式控制模块）——CAN总线网络VOLVOS80汽车的CAN总线网络存储器系统寄存器高速缓存SRAM主存储器DRAM本地存储器Flash、ROM、磁盘网络存储器Flash、ROM、磁盘时钟周期01—1050—10020000000分层结构存储器种类RAM：随机存取存储器，SRAM：静态随机存储器，DRAM：动态随机存储器

1）SRAM比DRAM快

2）SRAM比DRAM耗电多

3）DRAM存储密度比SRAM高得多

4）DRAM需要周期性刷新ROM：只读存储器EPROM:可擦除可编程ROMEEPROM:电可擦除可编程ROMFLASH：闪存闪速存储器(FLASH)相对传统的EPROM芯片，这种芯片可以用电气的方法快速地擦写由于快擦写存储器不需要存储电容器，故其集成度更高，制造成本低于DRAM它使用方便，既具有SRAM读写的灵活性和较快的访问速度，又具有ROM在断电后可不丢失信息的特点，所以快擦写存储器技术发展十分迅速NOR技术NOR技术闪速存储器是最早出现的FlashMemory，目前仍是多数供应商支持的技术架构，它源于传统的EPROM器件。与其它FlashMemory技术相比，具有可靠性高、随机读取速度快的优势。在擦除和编程操作较少而直接执行代码的场合，尤其是代码（指令）存储的应用中广泛使用。由于NOR技术FlashMemory的擦除和编程速度较慢，而块尺寸又较大，因此擦除和编程操作所花费的时间很长，在纯数据存储和文件存储的应用中，NOR技术显得力不从心。NAND技术NAND技术FlashMemory具有以下特点：以页为单位进行读和编程操作，1页为256或512字节；以块为单位进行擦除操作，1块为4K、8K或16K字节。具有快编程和快擦除的功能，其块擦除时间是2ms；而NOR技术的块擦除时间达到几百ms。数据、地址采用同一总线，实现串行读取。随机读取速度慢且不能按字节随机编程。芯片尺寸小，引脚少，是位成本(bitcost)最低的固态存储器，突破了每兆字节1元的价格限制。芯片包含有失效块，其数目最大可达到3~35块（取决于存储器密度）。失效块不会影响有效块的性能，但设计者需要将失效块在地址映射表中屏蔽起来。基于NAND的存储器可以取代硬盘或其它块设备。嵌入式系统的开发——流程需求分析及规格说明选择主要芯片确定编程语言选择开发环境RTOS的使用选择开发方案设计与调试测试与集成测试工具与其他辅助设备产品嵌入式系统编程语言DatafromJapanITRONsurveyfornewembeddedsystemsC所占比例高达71%，C++所占比例为15%，位居第二，其他开发语言均占据了较少的比例。不过，2009年随着3G技术的推动，移动互联网发展迅速，C++、Java等高级语言也得到广泛应用，未来几年基于移动开发的语言将会呈现多样性的局面。嵌入式人才需求目前仍然是供不应求，80%以上参与调查的工程师都表示，自己公司目前都急缺嵌入式开发方面的人才。调查行业人员经验调查学历要求调查薪资分布调查行业分布调查公司规模调查硬件开发平台调查软件开发平台调查开发语言调查软硬人员安排调查人员需求调查薪资满意度调查未来一年薪资涨幅调查是否经常加班调查工作带来成就感调查经常光顾的网站调查获取专业知识的途径调查首选搜索引擎1CHAPTER嵌入式系统概论主要内容1324嵌入式系统简介嵌入式处理器嵌入式操作系统嵌入式系统应用及发展趋势嵌入式系统简介计算机系统的三大领域服务器市场功能强利润最大的市场可用性强可扩展性桌面市场最广阔的市场嵌入式市场潜力最大的市场嵌入式系统简介以往计算机分类：大型计算机、中型机、小型机和微计算机目前计算机分类：超级计算机，大型计算机、工作站、微计算机、亚微计算机亚微计算机(嵌入式计算机)是以嵌入式系统的形式隐藏在各种装置、产品和系统中嵌入式系统简介

一般定义以应用为中心、以计算机技术为基础，软硬件可裁剪,应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗和应用环境有特殊要求的专用计算机系统。是将应用程序、操作系统和计算机硬件集成在一起的系统（技术角度）嵌入式系统是设计完成复杂功能的硬件和软件，并使其紧密耦合在一起的计算机系统。（系统角度）术语嵌入式反映了这些系统通常是更大系统（被称之为嵌入的系统）的一个完整子系统。嵌入式的系统可以包含多个嵌入式系统。广义定义任何一个非计算机的计算系统嵌入式系统简介发展历史

嵌入式系统本身是一个相对模糊的定义。一个手持的MP3和一个PC104的微型工业控制计算机都可以认为是嵌入式系统。嵌入式系统已经有了近30年的发展历史，它是硬件和软件交替发展的双螺旋式发展。最早的单片机是Intel公司的8048，它出现在1976年Motorola同时推出了68HC05，Zilog公司推出了Z80系列，这些早期的单片机均含有256字节的RAM、4K的ROM、4个8位并口、1个全双工串行口、两个16位定时器。之后在80年代初，Intel又进一步完善了8048，在它的基础上研制成功了8051。

1981年ReadySystem开发了世界上第1个商业嵌入式实时内核（VTRX32），包含了许多传统操作系统的特征，包括任务管理、任务间通讯、同步与相互排斥、中断支持、内存管理等功能。随后，出现了如IntegratedSystemIncorporation(ISI)的PSOS、IMG的VxWorks、QNX公司的QNX

等，PalmOS，WinCE，嵌入式Linux，Lynx，uCOS、Nucleux，以及国内的Hopen、DeltaOS等嵌入式操作系统也相继出现。嵌入式系统简介嵌入式系统简介基于8位，16位，32位的嵌入式系统在嵌入式系统的早期阶段，所有基本硬件构件相对较小也较简单，如：8位的CPU、74系列的芯片及晶体管等，其软件子系统是采用一体化的监控程序，不存在操作系统平台。今天组成嵌入式系统的基本硬件构件已较复杂，如：16位、32位CPU或特殊功能的微处理器、特定功能的集成芯片等，其软件设计的复杂性成倍增长。因此研究嵌入式系统的设计原理及技术，提供系统的设计方法和开发工具是嵌入式计算学科的关键技术。嵌入式系统简介典型的8位微处理系统MCS-51系列的单片机是低端嵌入式系统中用得最多的微处理器。嵌入式系统简介典型的16位微处理系统MCS-96系列单片机和16位DSP芯片嵌入式系统简介典型的32位微处理系统ARM系列是应用广泛的32位微处理器。特点功耗限制嵌入式系统中，尤其是在用电池供电的嵌入式系统中，这是一个主要考虑的因素。大耗电量直接影响到硬件费用，并影响电源寿命以及带来散热问题。低成本包含硬件成本和软件成本。硬件成本主要决定于所使用的微处理器、所需的内存及相应的外围芯片；软件成本通常难于预测，但一个好的设计方法有利于降低软件成本。多速率系统同时运行多个实时性任务，系统必须同时控制这些动作，但这些动作有些速度慢，有些速度快。环境相关性嵌入式系统不是独立的，而是与其被嵌入的设备紧密相关联。嵌入式系统简介嵌入式系统简介特点系统内核小由于嵌入式系统一般是应用于小型电子装置的，系统资源相对有限，所以内核较之传统的操作系统要小得多。比如ENEA公司的OSE实时OS，内核只有5K，而Windows的内核则要大得多。专用性强嵌入式系统的个性化很强，其中的软件系统和硬件的结合非常紧密，一般要针对硬件进行系统的移植。同时针对不同的任务，往往需要对系统进行较大更改，程序的编译下载要和系统相结合，这种修改和通用软件的“升级”是完全不同的概念。嵌入式系统简介特点不可垄断性PC有WinTel垄断嵌入式系统工业的基础是以应用为中心的“芯片”设计和面向应用的软件产品开发。产品相对稳定性普通处理器18月嵌入式处理器8－10年嵌入式系统简介实时性实时性的本质是任务处理所化费时间的可预测性，即任务需要在规定的时限内完成。任务执行的时间可以根据系统的软硬件的信息而进行确定性的预测。也就是说，如果硬件可以做这件工作，那么基于实时操作系统的软件将可以确定性的做这件工作。实时系统实时系统的正确性依赖于运行结果的逻辑正确性和运行结果产生的时间正确性，即实时系统必须在规定的时间范围内正确地响应外部物理过程的变化。嵌入式系统≠实时系统有些嵌入式系统没有实时性要求嵌入式系统简介硬实时软实时“软”意味着如果没有满足指定的时间约束并不会导致灾难性的后果，而对于硬实时系统来说却是灾难性的从实践上说，软实时和硬实时之间的区别通常（隐含的和错误的）与系统的时间精度有关：由于这个原因，典型的，软实时任务的调度精度必须大于千分之一秒，而硬实时任务为微秒级。

嵌入式系统简介市场2001年嵌入式系统国际会议年会JimTurley的报告中，统计得到PC的数量只占CPU总耗量的0.1%。据CCID2003年的数据显示，2000年嵌入式软件市场规模为70.33亿元，2001年为95.43亿元，2002年118.56亿元，三年平均增长38.85%。2008年中国软件业收入的7570亿元中，嵌入式软件就占了14.8%，在软件出口中占了2/3左右；2011年规模达4650亿元。目前中国前10家最大的软件企业中，5家是嵌入式软件企业。嵌入式系统简介政策国际电信联盟(ITU)提出的四阶段设备互联概念第一个阶段是大型机、主机互联第二个阶段是台式机、笔记本跟互联网相联第三个阶段是近年的新现象，手机联上移动互联网第四个阶段则是更多样化的物物互联，一个新的嵌入式设备互联网时代，也就是目前风靡一时的“物联网”的概念物联网定义(TheInternetofThings)，它是指通过射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络物联网产业已被中国正式列为国家五大新兴战略性产业之一温家宝总理2009年视察无锡中科传感技术研发中心产生效应物联网成为工业界学术界成为热门议题七百家大学申请物联网专业嵌入式系统与物联网密不可分智能传感器，无线网络还是计算机技术中信息显示和处理都包含了大量嵌入式系统技术和应用面向应用的SoC芯片和嵌入式软件是未来嵌入式系统发展的重点主要内容1324嵌入式系统简介嵌入式处理器嵌入式操作系统嵌入式系统应用及发展趋势嵌入式处理器种类繁多、千花齐放据不完全统计，全世界嵌入式处理器的品种总量已经超过1000多种，流行体系结构有30几个系列两大主流体系结构低档8051（8位）体系结构高档ARM（32位）体系结构嵌入式处理器的一些基本情况处理速度：0.1MIPS~2000MIPS寻址空间：64KB~256MB常用封装：8个引脚~300个引脚

嵌入式处理器的特点硬件结构哈佛结构即数据存储空间和程序存储空间分离较大的程序存储器（用于固化已调试好的控制程序）较小的数据存储器（用于存放少量的随机数据——高速）冯·诺伊曼结构典型的微型计算机的存储器结构采用的是冯·诺伊曼结构——也叫普林斯顿结构嵌入式处理器的特点（续）品种规格系列化同一产品系列不同型号处理器具有相同CPU内核，相同或兼容指令系统I/O接口功能部件配置不一样，形成不同型号处理器对实时多任务的支持实时监测、控制、通信多任务有效的调度嵌入式处理器的特点（续）可靠性高、功耗低、集成度高、性价比高可靠性高：冗余设计、电磁兼容设计功耗低：工作电压1.2/1.8/2.5/3.3V，工作电流1mA（1μA）集成度高：SoC设计，高度集成价格低：以32位ARM系列芯片为例三星：44b0x（ARM7）——30元，2410（ARM9）——80元TI：Stellaris（ARMCortex-M3）系列32位微控制器——零售价格最低至11.5元

嵌入式处理器的分类1嵌入式微处理器——EMPUEmbeddedMicroProcessorUnit2微控制器——MCUMicroControllerUnit3数字信号处理器——DSPDigitalSignalProcessorDigitalSignalProcessing——数字信号处理1嵌入式微处理器嵌入式微处理器的基础就是通用CPU为了满足嵌入式应用的特殊要求，嵌入式微处理器在功能上和通用微处理器基本一样，但在工作温度、抗电磁干扰、可靠性、功耗等方面做了各种增强嵌入式计算机嵌入式微处理器+芯片组（总线仲裁器+中断控制器+DMA控制器+存储控制器+I/O接口）+外接存储器嵌入式微处理器一般与存储器、接口电路等安装在一块电路板上，称为单板机，如PC/104、Biscuit板等典型芯片（32、64位）386EX、486EX、奔腾、PowerPC、68k、ARM性能：100～2000MIPS存储器：SDRAM-2~256MB，Flash-1~128MB

一般有操作系统：Vxworks、WINCE(2MB)、uCLinux(300KB)，EmbeddedLinux1嵌入式微处理器（续）PowerPC特点——可伸缩性好，方便灵活品种很多，有通用处理器、嵌入式处理器和CPU核通用处理器——主要型号是PowerPC750系列，主频最高为700MHz嵌入式处理器——有PowerPC405（主频最高为266MHz）和PowerPC440（主频最高为550MHz）CPU核——用于各种集成的系统芯片（System-On-Chip，SOC）设备上生产公司：Freescale(IBM)、Motorola1嵌入式微处理器（续）PC/104、PC/104+单板机规范1996年6月公布了PC/104规范3.2版特点PC/104总线采用96mmx90mm的小板结构低功耗，1~5瓦每模块

，支持32位PCI连接紧凑加固性设计的PC/104工控机在军工产品中得到采用，如火箭、导弹和战斗机等PC/104总线工控机主流产品是486EX和586EX

PC/104插槽功耗小于4.5瓦2024/3/1©国防科技大学计算机学院601室82PC104摘自周立功网站1嵌入式微处理器（续）BiscuitPC单板机特点一体化计算机低成本形状像饼干，俗称饼干计算机分类迷你BiscuitPC（2.5”120x82mm）半尺寸BiscuitPC（3.5”145x102mm）全尺寸BiscuitPC（5.25“203x146mm）迷你BiscuitPC（2.5”120x82mm）半尺寸BiscuitPC（3.5”145x102mm）全尺寸BiscuitPC（5.25“203x146mm）Mini-ITX结构170×170mmKINOAtom工业主板2微控制器微控制器又称单片机顾名思义，就是将整个计算机集成到一块芯片中低档微控制器CPU存储控制器+片内存储器（ROM/E2PROM/Flash、SRAM）中断控制器、定时/计数器、WatchDog、GPIO、UART、PWM、A/D、D/A等典型芯片8051系列（8位）、MSP430（16位）性能：1～100MIPS存储器：SRAM-256B/2～128KB,Flash-8KB/64/512KB一般无操作系统或者简单操作系统：uC/OS-II(几KB～十几KB)、FreeRTOS(几KB)、RTX(几KB)2微控制器（续）高档微控制器CPU+总线仲裁器+DMA控制器+中断控制器+I/O接口+存储控制器+外接存储器/少量片内存储器（Flash、SRAM、SDRAM）典型芯片（32位）ARM、MIPS、PowerPC、68k与嵌入式微处理器比较微控制器的最大特点是单片化，体积大大减小，从而使功耗和成本下降、可靠性提高，但性能有所降低目前微控制器是嵌入式系统工业中的主流，在嵌入式系统占有约70％的市场份额性能：100～1000MIPS存储器：SDRAM-4/8/16/32/64MB,Flash-2/4MB一般有操作系统：Vxworks、uCOSII、WINCE、uCLinux8位单片机示意图CPUSRAMGPIOUARTFlash定时/计数器A/DD/ACANWatchdog核心部分USBI2CSPI80C51=(1×8)CPU+128BRAM+4KBROM+(2×16)T/C+(4×8)I/O+1个UART+5个中断源注意：51子系列和52子系列都采用51内核技术，差异主要在RAM/TC/INT

型号中包含字母C的属于CHMOS型（互补高密度金属氧化物半导体工艺）87C52INTELMCS-51系列单片机一览表80C51单片机的内部资源主要包括：

8位中央处理器（CPU）；片内振荡器和时钟电路；

4KB片内程序存储器(ROM)；

128字节的片内RAM；4个8位双向I/O口；5中断源；

2个16位定时器/计数器；

1个全双工串行口；BythewayProteus一款方便的单片机仿真软件一个小小演示课后作业——熟悉Proteus应用Proteus设计电路图32位微控制器示意图Motorola3G手机E10002微控制器（续）MIPSMicroprocessorwithoutInterlockedPipelineStagesMIPS公司于80年代初开始设计通用RISC处理器R2000（1986年），R3000（1988年），1991年推出第一款64位商用微处理器R4000R8000（1994年）、R10000（1996年）、R12000（1997年）新32位微控制器4kc（1999年）新64位微控制器5kc（1999年）、20kc（2000年）龙芯获得MIPS授权3数字信号处理器特殊设计高效乘累加运算、超标量操作、指令流水线高效数据存取、硬件重复循环确定性操作（程序执行时间可预测）应用场合数字滤波、FFT、频谱分析等方面代表性的产品TI的TMS320系列ADI的21xx系列Motorola的DSP56000系列TI的TMS320系列C2000低成本系列16/32位，定点，最高150MIPS最低价格低于2.00美元应用数字电机控制、数字电源和智能传感器C6000高性能系列C62xx/C64xx系列——32位，定点C67xx系列——32位，浮点运行频率高达

1GHz应用领域包括无线、数字视频、电信和成像TI的TMS320系列（续）C5000低功耗系列16位，定点性能高达900MIPS超低功耗，低至0.5mW/MHz适用于个人和便携式产品，如数字音乐播放器、VoIP、GPS接收器和便携式医疗设备OMAP多核系列与ARM核集成一拖二、四亚洲嵌入式处理器选用情况目前每年新上市的CPU有98%都是嵌入式的，这类新型CPU的长期发展性也非常乐观美国那斯达克指数与新CPU出货量变化的消长关系CPU出货量达到10G/Year嵌入式处理器选择原则CPUCore选择应用领域用户需求性能浮点处理、MAC单元(MAC:乘加器)工具链完善友好的工具链开发的难易程度在系统编程、在系统调试嵌入式处理器选择原则（续）处理器I/O接口选择总线的需求GPIO的需求有没有基本通信接口UART、I2C、SPI是否需要USB总线是否需要CAN总线是否需要Ethernet总线是否需要A/D、D/A是否需要LCD控制器是否需要Zigbee、蓝牙等嵌入式处理器选择原则（续）处理器存储系统选择MMU寻址空间（容量）程序存储器、数据存储器、特殊寄存器片上Flash、SRAM、E2PROM是否支持SDRAM市场因素的影响价格是否容易购买技术支持与售后服务SoC就是SystemonChip，SoC是一种基于IP核嵌入式系统设计技术。它结合了许多功能区块，将功能做在一个芯片上SoC是一个微小型系统,如果说中央处理器(CPU)是大脑,那么SoC就是包括大脑、心脏、眼睛和手的系统。一般倾向将SoC定义为将微处理器、模拟IP核、数字IP核和存储器集成在单一芯片上,它通常是客户定制的,或是面向特定用途的标准产品。嵌入式片上系统(SoC)SOC体系结构ASICCoreMemoryEmbeddedProcessorCoreAnalogFunctionsCommunicationSensorInterface课后作业——龙芯了解我国号称具有自主知识产权的通用CPU——龙芯；龙芯与意法半导体的关系？龙芯与MIPS的关系？哪些公司可以提供嵌入式处理器IP核？当前比较著名的嵌入式处理器厂商有哪些？国内有哪些公司在研发嵌入式处理器？主要内容1324嵌入式系统简介嵌入式处理器嵌入式操作系统嵌入式系统应用及发展趋势使用嵌入式操作系统的优缺点优点使程序的设计和扩展变得容易，大大提高了开发效率。充分发挥32位CPU多任务的潜力，实现多任务设计，能够充分利用硬件资源和实现资源共享。实时性和健壮性能够得到更好的保证。缺点嵌入式操作系统增加ROM/RAM等额外开销，5～10％的CPU额外负荷。嵌入式操作系统分类按收费模式划分商用型Vxworks,Nucleux，PlamOS,Symbian,WinCE,QNX,pSOS,VRTX,LynxOS,Hopen,DeltaOS免费型Linux,μCLinux,μC/OS-Ⅱ,eCos,uITRON按实时性划分硬实时Vxworks软实时WinCE,RTLinux无实时EmbeddedLinux

Linux是开放源码和免费使用的，遍布全球的众多Linux爱好者又是Linux开发的强大技术后盾。嵌入式Linux(EmbeddedLinux)是指对Linux经过小型化裁剪后，能够固化在容量只有几百K字节或几兆字节的存储器芯片或单片机中，应用于特定嵌入式场合的专用Linux操作系统。嵌入式Linux的开发和研究是目前操作系统领域的一个热点。主要有RTLinux和

CLinuxLinux的内核小、功能强大、API丰富，系统健壮、效率高，易于定制剪裁，在价格上极具竞争力。Linux不仅支持x86CPU，还可以支持其他数十种CPU芯片。近几年Linux在嵌入式领域异军突起，过去的一年中有13%的用户已经开始使用嵌入式Linux系统进行开发工作；有52%的用户决定在未来24个月内开始使用Linux作为嵌入式操作系统的开发原型。嵌入式Linux及应用µcLinuxWindowsEmbeddedWindowsCE：一种针对小容量、移动式、智能化、32位、连接设备的模块化实时嵌入式操作系统（缩减的Win95）。针对掌上设备、无线设备的动态应用程序和服务提供了一种功能丰富的操作系统平台，属于软实时操作系统，由于其Windows背景，界面比较统一认可。可以使用大多数Windows开发工具（如VB，VC等），大多数Windows应用程序经过移植后就可以运行在WinCE平台上。操作系统的基本内核需要至少200K的ROM。VxWorksVxWorks操作系统是美国WindRiver公司于1983年设计开发的一种嵌入式实时操作系统（RTOS），具有良好的持续发展能力、高性能的内核以及友好的用户开发环境，在嵌入式实时操作系统领域牢牢占据着一席之地。VxWorks所具有的显著特点是： －可靠性、实时性和可裁减性。 －它支持多种处理器，如x86、i960、SunSparc、MotorolaMC68xxx、MIPS、POWERPC等等。以其良好的可靠性和卓越的实时性被广泛地应用在通信、军事、航空航天等高精尖技术及实时性要求极高的领域中，如火星探测器（1997年7月4日登陆火星表面）。SymbianOSSymbian由诺基亚、西门子、索尼爱立信等几家大型移动通讯设备商共同出资组建的一个合资公司，专门研发手机操作系统。Symbian操作系统的前身是EPOC。针对PDA及智能手机的，能够提供良好的软实时的操作系统，目前几乎退出智能手机市场主要版本Series60/90/80/40UIQPalmOSPalmOS是著名的网络设备制造商3COM旗下的PalmComputing掌上电脑公司的产品。PalmOS是一套专门为掌上电脑编写的操作系统，充分考虑到了掌上电脑内存相对较小的情况，所以Palm操作系统本身所占的内存很小，基于Palm操作系统编写的应用程序所占的空间也很小，通常只有几十KB，因此基于Palm操作系统的掌上电脑虽然只有几兆内存却可以运行众多的应用程序。PalmOS在PDA市场上占有很大的市场份额，PalmOS的市场份额占到将近90%，最近下降70％，目前主要与WINCE进行激烈竞争。代表性的产品有Palmm505、Palmm500、PalmIII等。C/OS及C/OS-IIC/OS—MicroControllerOSC/OS简介美国人JeanLabrosse1992年完成，已应用于数百种产品中。应用面覆盖了诸多领域，如照相机、医疗器械、音响设备、发动机控制、高速公路电话系统、自动提款机等1998年

C/OS-II，目前的版本

C/OS-IIV2.722000年，得到美国航空管理局（FAA）的认证，可以用于飞行器中是一个源码公开、可移植、可裁减、占用资源少、抢先式的实时多任务操作系统。其绝大部分源码采用ANSIC写的，移植性好。高校教学可免费使用。网站www.ucos-II.com（)主要内容1324嵌入式系统简介嵌入式处理器嵌入式操作系统嵌入式系统应用及发展趋势嵌入式系统的应用领域嵌入式应用信息家电智能玩具军事电子通信设备移动存贮工控设备智能仪表汽车电子网络设备消费电子军事国防电子商务网络工业控制goReaderInterneteBookSamsungAnyWebInternetScreenPhoneeRemoteIntelligentHomeControllerTektronixTDS7000DigitalOscilloscopesNixvueDigitalAlbumDigitalPhotoAlbum一些典型的嵌入式系统应用实例嵌入式系统的应用家用方面：数字电视、信息家电、智能玩具、手持通讯、存储设备的核心。嵌入式视频服务器现代化家庭嵌入式Internet应用嵌入式系统在信息家电中的应用信息家电(InformationAppliance）一般可认为，那些低单价、操作简单、可通过因特网发送或获取信息，将逐步分割或替代PC的某些功能，并能与其它信息产品交换资料或讯息的产品可统称为信息家电。信息家电的分类及特点信息家电的分类网络电视（NetTV）网上游戏机（Internetgamingdevice）智能掌上型设备(Internetsmarthandhelddevice)网络电话（InternetscreenPhone）ConsumerNCclient等。信息家电技术特点处理器发展趋向低成本、高整合性与低耗能。整合数字与模拟处理的技术。较PC更强调通讯能力。利用软件增加产品的差异性(高附加价值的关键)典型的信息家电产品信息家电定义代表性产品网络电视具有机顶盒或内建网络连接的电视MicrosoftWebTV网络可视电话具有集成网络接入的屏幕电话InfoGeariPhone网络游戏机具有集成网络接入的游戏操纵台SegaDreamcast网络智能手持器件蜂窝电话、个人数据助理（PDA）和其它集成网络接入的便携式器件3ComPalmAT&TPocketNetPhoneNokia9000,9000I,9110,7110NC委托（clients）提供网络接入以及能下载应用软件的器件IBMNetStationPC-中间器件通过PC接入网络以下载内容的器件DIAMONMultimediaRioPlayerNuvomediaRockete-BookAudibleMobilePlayerSource:IDC,Hambrecht&Quist信息家电——数字机顶盒汽车电子产品（18个嵌入式控制模块）——CAN总线网络VOLVOS80汽车的CAN总线网络

嵌入式应用——汽车电子智能玩具与机器人嵌入式技术应用——工业控制工业方面：机床、冶金、电子、交通、航空航天等行业技术升级的重要基础阿富汗参加反恐作战的“赫耳墨斯”价值4万美元，可携带2架摄像机，发挥了很好作用。军事侦察2002年11月28日，以色列一选举投票点，发生枪击事件，造成至少7人死亡，数十人受伤。以警方用机器人在检查一具巴勒斯坦枪手的尸体。反恐防暴微型飞行器---“黑寡妇”空中飞行器基于WinCE的移动机器人平台基于RTLinux的仿人机器人高48cm

重:6kg

灵活性：20DOF操作系统:RT-Linux

接口形式:USB1.0(12Mbps)响应周期:1ms

能源：DC24Vx6.2A(150W)制造：富士通基于VXworks的火星探路者2004年“勇气号”再次登陆火星嵌入式处理器的发展趋势内部结构SoC设计，与DSP、Flash、FPGA融合性能更强，集成更多的功能部件双核或多核结构功耗更低工作电流只有0.1μA（电池供电）可靠性更高倍频技术、ESD（静电防护）技术支持ISP（在系统编程）、ISD（在系统调试）2CHAPTERARM体系结构第2章目录1.简介2.ARM7TDMI3.ARM7TDMI的模块和内部框图4.体系结构直接支持的数据类型5.处理器状态6.处理器模式7.内部寄存器8.程序状态寄存器9.异常10.复位11.存储器及存储器映射I/O第2章目录1.简介2.ARM7TDMI3.ARM7TDMI的模块和内部框图4.体系结构直接支持的数据类型5.处理器状态6.处理器模式7.内部寄存器8.程序状态寄存器9.异常10.复位11.存储器及存储器映射I/O2.1ARM简介ARM公司简介ARM是AdvancedRISCMachines的缩写，它是一家微处理器行业的知名企业，该企业设计了大量高性能、廉价、耗能低的RISC（精简指令集）处理器。公司的特点是只设计芯片，而不生产。它将技术授权给世界上许多著名的半导体、软件和OEM厂商，并提供服务。2.1ARM简介ARM（AdvancedRISCMachines）不仅是公司名字，也是一类微处理器的通称ARM公司1991年成立于英国剑桥知识产权（IP）ARM公司本身不直接从事芯片生产，靠转让设计许可全世界有几十家大的半导体公司都使用ARM公司的微处理器核（TI、NXP、Atmel、ST、Freescale等）市场份额基于ARM技术的微处理器占32位RISC微处理器75%以上的市场份额2.1ARM简介ARM公司简介将技术授权给其它芯片厂商形成各具特色的ARM芯片...2.1ARM简介微处理器是整个系统的核心，通常由3大部分组成：控制单元、算术逻辑单元和寄存器。

算术逻辑单元寄存器控制单元微处理器存储器输入输出2.1ARM简介ARM处理器的特点功耗低、成本低、性能高支持Thumb（16位）/ARM（32位）双指令集Cortex支持Thumb-2（16/32位混合指令系统）指令长度固定（32位/16位）大量使用寄存器，指令执行速度更快寻址方式灵活简单，执行效率高C5000：0.5mW/MHzARM7TDMI：0.28mW/MHzCortex-M3：0.19mW/MHz2.1ARM简介ARM处理器的应用当前主要应用于消费类电子领域；到目前为止，基于ARM技术的微处理器应用约占据了32位嵌入式微处理器75％以上的市场份额全球80%的GSM/3G手机、99%的CDMA手机以及绝大多数PDA产品均采用ARM体系的嵌入式处理器，“掌上计算”相关的所有领域皆为其所主宰。ARM技术正在逐步渗入到我们生活的各个方面。2.1ARM简介ARM体系结构ARM处理器为RISC芯片，其简单的结构使ARM内核非常小，这使得器件的功耗也非常低。它具有经典RISC的特点：大的、统一的寄存器文件；装载/保存结构，数据处理操作只针对寄存器的内容，而不直接对存储器进行操作；简单的寻址模式;统一和固定长度的指令域，简化了指令的译码，便于指令流水线设计。2.1ARM简介ARM体系结构ARM体系结构的特点：每条数据处理指令都对算术逻辑单元和移位器控制，实现了ALU和移位器的最大利用；地址自动增加和减少寻址模式，优化程序循环；多寄存器装载和存储指令实现最大数据吞吐量;所有指令的条件执行实现最快速的代码执行。2.1ARM简介各ARM体系结构版本ARM体系结构从最初开发到现在有了很大的改进，并仍在完善和发展。为了清楚的表达每个ARM应用实例所使用的指令集，ARM公司定义了7种主要的ARM指令集体系结构版本，以版本号V1～V7表示。2.1ARM简介各ARM体系结构版本——V1

该版本的ARM体系结构，只有26位的寻址空间，没有商业化，其特点为：基本的数据处理指令（不包括乘法）；字节、字和半字加载/存储指令；具有分支指令，包括在子程序调用中使用的分支和链接指令；在操作系统调用中使用的软件中断指令。2.1ARM简介各ARM体系结构版本——V2

同样为26位寻址空间，现在已经废弃不再使用，它相对V1版本有以下改进：具有乘法和乘加指令；支持协处理器；快速中断模式中的两个以上的分组寄存器；具有原子性加载/存储指令SWP和SWPB。2.1ARM简介各ARM体系结构版本——V3

寻址范围扩展到32位（目前已废弃），具有独立的程序：具有乘法和乘加指令；支持协处理器；快速中断模式中具有的两个以上的分组寄存器；具有原子性加载/存储指令SWP和SWPB。2.1ARM简介各ARM体系结构版本——V4

不在为了与以前的版本兼容而支持26位体系结构，并明确了哪些指令会引起未定义指令异常发生，它相对V3版本作了以下的改进：半字加载/存储指令；字节和半字的加载和符号扩展指令；具有可以转换到Thumb状态的指令（BX）；增加了用户模式寄存器的新的特权处理器模式。2.1ARM简介各ARM体系结构版本——V5

在V4版本的基础上，对现在指令的定义进行了必要的修正，对V4版本的体系结构进行了扩展并并增加了指令，具体如下：改进了ARM/Thumb状态之间的切换效率；E---增强型DSP指令集,包括全部算法操作和16位乘法操作；J----支持新的JAVA,提供字节代码执行的硬件和优化软件加速功能。2.1ARM简介各ARM体系结构版本——V62001年推出ARMv6，它在许多方面做了改进。如内存系统、异常处理和较好地支持多处理器。具体如下：SIMD扩展使得广大的软件应用如Video和Audiocodec的性能提高了4倍；Thumb-2和TrustZone技术也用于ARMv6中。ARMv6第一个实现是2002年春推出的ARM1136J(F)-STM处理器，2003年又推出了

ARM1156T2(F)-S

和ARM1176JZ(F)-S处理器。2.1ARM简介各ARM体系结构版本——V7

ARMv7定义了3种不同的处理器配置（processorprofiles）:

ProfileA—面向复杂、基于虚拟内存的OSProfileR—针对实时系统的ProfileM—针对低成本应用的微控制器的所有ARMv7profiles实现Thumb-2技术，同时还包括了NEON™技术的扩展，提高DSP和多媒体处理吞吐量400％

，并提供浮点支持以满足下一代3D图形、游戏以及传统嵌入式控制应用的需要。2.1ARM简介ARM处理器核简介ARM公司开发了很多系列的ARM处理器核，目前最新的系列已经是ARM11了，而ARM6核以及更早的系列已经很罕见了。目前应用比较广泛的系列是：ARM7ARM9ARM9EARM10SecurCoreXscaleARM11Cortex2.1ARM微处理器系列ARM微处理器目前包括下面几个系列通用系列1ARM7系列2ARM9系列3ARM9E系列4ARM10E系列5ARM11系列6Cortex系列安全系列7SecurCore系列体系结构版本（Architecture）ARMv4TARMv5TEARMv6ARMCortex(v7)ProcessorFamilyARM7ARM9ARM10ARM11ARMCortex按应用特征分类应用处理器

ApplicationProcessor实时控制处理器

Real-timeController微控制器

Micro-controller特征：MMU,Cache最快频率、最高性能、合理功耗特征：MPU,Cache实时响应、合理性能、较低功耗特征：nosub-memorysystem一般性能、最低成本、极低功耗ARMFamilyARM7™FamilyARM9™FamilyARM10™FamilyARM11™Family150DMIPS300DMIPS500DMIPS1000DMIPSARMCortex™FamilyARM720TARM1136JARM1176JZARM1026EARM920T/ARM922TARM926EJCortexAApplicationProcessorARM7TDMIARM1156T2ARM1026EARM946ECortexREmbeddedRTControllerARM7TDMIARM966EARM968ECortexMMicro-controllerARMArchitecture系列相应产品性能特点ARM7系列ARM7TDMI，ARM7TDMI-S，ARM720T，ARM7EJ三级流水性能：0.9MIPS/MHz,可达到130MIPs(Dhrystone2.1)

ARM9系列ARM920T，ARM922T

五级流水，性能：1.1MIPS/MHz，可达300MIPS(Dhrystone2.1)，单32-bitAMBAbus接口，支持MMUARM9E系列ARM926EJ-S,RM946E-S,ARM966E-S,ARM968E-S,ARM996HS

五级流水，支持DSP指令。性能：1.1MIPS/MHz，可达300MIPS(Dhrystone2.1)，高性能AHB,软核（softIP）

ARM10系列ARM1020E,ARM1022EARM1026EJ-S

6级流水支持分支预测（branchprediction），支持DSP指令。性能：1.35MIPS/MHz，可达430+Dhrystone2.1

MIPS，可选支持高性能浮点操作，双64位总线接口，内部64位数据通路系列相应产品性能特点ARM11系列ARM11MPCore,ARM1136J(F)-S,ARM1156T2(F)-S,ARM1176JZ(F)-S

8级流水线(9级ARM1156T2(F)-S)，独立的load-store和arithmetic流水线，支持分支预测和返回栈（ReturnStack）。强大的ARMv6指令集，支持DSP，SIMD(SingleInstructionMultipleData)扩展，支持ARMTrustZone、Thumb-2核心技术。740Dhrystone2.1MIPS，低功耗0.6mW/MHz(0.13µm,1.2V)Cortex系列Cortex-A9MPCoreCortex-A9SingleCoreProcessorCortex-A8,Cortex-M3,Cortex-R4Cortex-A系列：面向用于复杂OS和应用的应用处理器（applicationsprocessors），支持ARM,ThumbandThumb-2指令集。Cortex-R系列：面向嵌入式实时领域的嵌入式处理器，支持ARM,Thumb,和Thumb-2指令集。Cortex-M系列：面向深嵌入式价格敏感的嵌入式处理器，只支持Thumb-2指令集SecurCore系列SecurCoreSC100，SecurCoreSC200用于SmartCard和SecureIC的32-bit解决方案。支持ARM和Thumb

指令集，软核。具有安全特征和低成本安全存储保护单元

当前的主流ARM处理器ARM7世界上最为广泛使用的CPU之一<100MHzARM9100-300MHzARMPowerdshipmentinyearof2005,31%isARM9based.ARM11芯片广泛应用ARM11300-700+MHzSIMD指令扩展支持更丰富的多媒体应用40家授权芯片公司，一些已开始量产FOMAN902iFirstARM11basedphoneOMAP2420i.MX31/i.MX31L目前最快的嵌入式处理器之一最快的处理器A9提供超过10,000DMIPS的性能运行于2GHz频率(40nm制造工艺)功耗小于1.9WARMCortexA9ApplicationProcessor目前最快的嵌入式处理器之一ARMCortexA9ApplicationProcessorTI获得首家ARMCortex-A9授权

OMAP4430的芯片将提供比目前的OMAP3系列芯片强大一倍的性能，使应用程序在移动设备上运行的速度更快。双核芯片将给移动设备带来1080p高清视频重放等功能。处理器的时钟速度最多可达到1GHz，耗电量比它以前的产品减少50%。Cortex-M3实现$1

ARM芯片ARMCortexArchitectureThumb-2ISA3StagePipeline1.22DMIPS/MHz–30%overARM7TDMI33Kgates–30%smallerthanARM7TDMILuminaryMicro的Stellaris系列MCU产品售价仅1美元ARMCortex-M3微控制器内核，专门针对MCU应用领域而设计，突出低成本、低功耗和高效率。预取（Fetch）译码（Decode）执行（Execute）预取（Fetch）译码（Decode）执行（Execute）访存（Memory）写入（Write）预取（Fetch）译码（Decode）发送（Issue）预取（Fetch）预取（Fetch）执行（Execute）访存（Memory）写入（Write）译码（Decode）发送（Issue）执行（Execute）转换（Snny）访存（Memory）写入（Write）ARM7ARM9ARM10ARM112.1ARM简介各版本指令情况项目ARM7ARM9ARM10ARM11流水线3568典型频率（MHz）80150260335功耗（mW/MHz）0.060.19（+cache）0.5（+cache）0.4（+cache）性能MIPS**/MHz0.971.11.31.2架构冯

诺伊曼哈佛哈佛哈佛2.1ARM简介各版本情况一览1ARM7系列ARM7微处理器系列特点极低的功耗（0.28mW/MHz），适合对功耗要求较高的应用具有嵌入式ICE－RT逻辑，调试开发方便能够提供0.9MIPS/MHz的三级流水线结构支持的操作系统：uC/OS-II、uCLinux等性能最高可达130MIPSC5000：0.5mW/MHzARMT7DMI：0.28mW/MHzCortex-M3：0.19mW/MHz1ARM7系列（续）ARM7系列微处理器的主要应用领域为工业控制、网络和调制解调器移动电话、消费电子等ARM7系列包括如下几种类型ARM7TDMI、ARM7TDMI-SARM7TMDI是目前使用最广泛的32位嵌入式处理器，属低端ARM处理器核TDMI的基本含义为T：支持16位压缩指令集ThumbD：支持片上DebugM：内嵌硬件乘法器（Multiplier）I：嵌入式ICE，支持片上断点和调试点ATMELARM7框图2ARM9系列ARM9系列微处理器具有以下特点5级流水线，指令执行效率更高提供1.1MIPS/MHz的加速能力全性能的MMU，支持WindowsCE、EmbeddedLinux等支持数据Cache和指令Cache性能最高可达300MIPS2ARM9系列（续）ARM9系列微处理器主要应用无线设备机顶盒高端打印机、数字照相机和数字摄像机汽车电子ARM9系列微处理器类型ARM920TARM922TATMELARM9框图3ARM9E系列ARM9E系列微处理器的主要特点支持DSP指令集（MAC）5级整数流水线，指令执行效率更高支持VFP9浮点处理协处理器全性能的MMU，支持WindowsCE、EmbeddedLinux等支持数据Cache和指令Cache性能最高可达300MIPS3ARM9E系列（续）ARM9系列微处理器主要应用工业控制无线设备和网络设备数字消费品、图像处理设备、存储设备ARM9E系列微处理器类型ARM926EJ-SARM946E-SARM966E-S、ARM968E-SARM996HS4ARM10E系列ARM10E系列微处理器的主要特点支持DSP指令集（MAC）6级整数流水线，指令执行效率更高支持VFP10浮点处理协处理器全性能的MMU，支持WindowsCE、EmbeddedLinux支持数据Cache和指令Cache性能最高可达400MIPS4ARM10E系列（续）ARM10E系列微处理器主要应用手持设备工业控制数字消费品、汽车电子图像处理设备ARM10E系列微处理器类型ARM1020EARM1022EARM1026EJ-S5ARM11系列高性能8级流水增强的ARMv6体系结构与同等的ARM10相比较，在同样的时钟频率下，性能提高了近50％时钟频率达到500~750MHz低功耗ARM11系列微处理器采用了两种先进的节能方式，使其功耗极低0.6mW/MHz(0.13µm,1.2V)C5000：0.5mW/MHzARMT7DMI：0.28mW/MHzCortex-M3：0.19mW/MHz5ARM11系列ARM11系列