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1、ProgrammingYCurFuture第二章:ARM处理器的体系结构目标:本章旨在向学员介绍ARM体系结构,-擅过本章的学刁学员应该掌握如下囝体系结胸支持的矗癜类型回处理器目翼蓁亨镰回存储器及I/0映射回协处理器与调试接口2.1ARM简介ARM是AdvancedRISCMachines的缩写,宅是一家傲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(粹简指令集处理器。AR卜1公司的牺点是只设计芯片,而不生产。宅将技水捷权络世畹上许多著名的半导体、软件和OEM厂唯,非基|硖尿功-2.1.1ARM公司简介ARM将技术掐权给其宅芯片厂商_噩田圃皿.蒯，sHARP_2.1.2
2、ARM的发展历程界ARM公司成立于1981年,最初与英国广播公司合作为英国教育界设计小型机,当时系用的是美国的6502总片。取得成功后,他们开始设计自己的芯片,受当财美国加洲大学伯充利分校提出的RISC恺想的影响,他们设计的芯片也系用RISC体札结杰,并命名为“AcornRISCMachine“。留ARM公司的第一款芯片ARM1在1985年被设计出来,次年又设计了着正实用的ARM2。ARMI2具有32位数据总线和24位地址总线带有16个棍存吊。ARM2可能是当时最简化的32位傲处理器,上面仅有30C00个晶何管14年芸Motorola公司的68000则有68000个蚜体箍】。汊祉精简的结洵使A
3、IJIZ具高优异的伴办耗特性,而性能则超过了同期Intel公司的286(134K个晶体管。园1990年ARM公司古外组建了一个名为“AdvancedRISCMachines“的公司,专门从事ARM札列微处理吊的开发。1998年ARIM公司在佑敦证券交易所和NASDAQ上市。2.1.2ARM的发展历程(续)界ARM7TDMI是ARM公司最成功的傲处理暗IP之一,至今在蜂家电话领垣已销售了数亿个傲处理妙。界DEC公司获得ARM公司掉权设计并生产了Stron8ARM系列微处理暹,这款CPU的主频达到了233MHz,而功车不到1瓦。后来DEC公司StrongARM部门被Intel公司并购,Intel公
4、司用StrongARM取代了他们境况不佳的i860和ig60体札,并在此基础上开发了新的体系结构XScale系列。伟世界各大半导体生产商从ARM公司购买其设计的ARM像处理嬗姚,桥据各有万同笃应口氙维,公入途当信外四一沥,从而彤成自己的ARJMI敲此述悦英片进八市烈。目荣,Mctorola、IBM、TIPhilips、VLSI、Atmel和Samsung等几十家大的半导体公司都获得了ARM公司的授权,生产形态各异的ARM忱片。2.1.3ARM处理器的技术优势回侥能耗:当初刑刚起步的欲入式应用对运算性能并不苛求,但对著片的功耘卸相当敏感。而相对同寺期的其他解决方松,ARMI栾构的能效比优势非常朋
5、显。应用方橄非常明活:由于ARM公司只是提供了一个高效精简的核心,各半导体厂商可枢据自身需求进行应用设计,架构吴活简便、扬展力很强。如厂商可为多嬗体信号处理加八相关的指令集或为JaVa相关的应用加八高效抓行单元,或增加3D图形协处理耿茵茵。得到大量的牧:作文待:色|挂VVindcwsCE、ISymbian和PalmO5在内的手持设备三神王妇擎作札统林统都是益于RRM河杰所设计。目前,ARM己经牢牢占领手机、PDA以及其他的持上电子产品市圭,这些领城都非常注重软件兼容和设计延续性,ARM在这些领城会绍绪保持优势。2.2ARM体系结构ARM处理噬为RISC芯片,其简单的结构使ARIMI内核非常小,
6、这使得器件的功耙也非常侥。宅具有经典RISC的将点:大的、统一的棍存吊;G)装载/保存结构,数据处理操作只针对音存噬的内宰,而不直接对存储吊进行擎作;固简单的忘业彩式;回统一和固定长度的指伞城,简化了指令的译码。2.2.1ARM体系结构版本2.2.2ARM版本V1、V2V1版本的ARM体系结构,只有26位的导址空间,没有商业化,其特点为:口基本的数据处理指令(不包括乃法;口字节、字和半字加载/存信指令;口具有分支指仪,包括在于程序调用中俭用的分支和链接指仁;口在操作系统调用中使用的欣件中新指伟。V2版本同样为26位导址空间,现在已经废弃不再使用,它相对V1版本有汞下改进:口具有乃泊和标加挺心;口支持协处理噪;口快速中新模式中的两个以上的分组奋存嬗;口具有原子性加载/存储指仪5WP和SWPB。
