《ARM嵌入式系统教程 教学课件 ppt 作者 张石 第1章》由会员分享，可在线阅读，更多相关《ARM嵌入式系统教程 教学课件 ppt 作者 张石 第1章（30页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、ARM 嵌入式系统 第1章 嵌入式系统概述,学好ARM就有机会!,ARM微处理器概述,ARMAdvanced RISC Machines ARM微处理器的应用领域 ARM微处理器的特点 ARM微处理器系列 ARM微处理器的体系结构 ARM微处理器的应用选型,ARMAdvanced RISC Machines,IP（Intellectual Property） 知识产权。硅知识产权核是用于ASIC、ASSP、PLD等当中，并且是预先设计好的电路功能模块。IP核分为软核、硬核和固核 Fabless (无生产线） RISC Reduced Instruction Set Computer 精简指令集
2、计算机 ARM：RISC处理器IP核Fabless,ARM微处理器的应用领域,无线通信领域：手机、PDA 消费类电子产品：数字媒体播放器、游戏机 网络应用：语音及视频处理、数字机顶盒、VoIP 成像和安全产品：数码相机、打印机、SIM智能卡 工业控制与仪器仪表： 其他领域,ARM Powered Products,Lexmark Z52 Color Jetprinter,Samsung ML5100A,JVC “Pixstar“ GC-X1,HP Jornado 820,Psion Revo Plus,HP CapShare,Sony MZ-R90 MiniDisc,Nokia 8810,No
3、kia Mediamaster,Nintendo Gameboy Advance,Ericsson R380,Alba Bush Internet TV,3Com 10/100 PCI NIC,Iomega HipZip,Diamond Multimedia Rio 600,ARM微处理器的特点,体积小、低功耗、低成本、高性能 支持Thumb（16位）/ARM（32位）双指令集 大量使用寄存器，指令执行速度更快 大多数数据操作都在寄存器中完成 寻址方式灵活简单，执行效率高 指令长度固定,ARM微处理器系列,ARM7 ARM9 ARM9E ARM10E ARM11 SecurCore Intel
4、的StrongARM、Xscale 目前仍在不断发展,ARM7系列微处理器(1),特点： 低功耗 嵌入式ICERT逻辑 0.9MIPS/MHz的3级流水线结构 32位ARM指令集和16位的Thumb指令集 主频最高可达130MHz,ICE：In Circuit Emulation，在电路仿真 MIPS：Million Instruction Per Second 每秒百万条指令,ARM7系列微处理器(2),类型： ARM7TDMI ARM7TDMI-S ARM720T ARM7EJ TDMI的基本含义为： T： 支持16位压缩指令集Thumb D： 支持片上Debug M： 内嵌硬件乘法器（M
5、ultiplier） I： 嵌入式ICE，支持片上断点和调试点,ARM7系列微处理器(3),典型芯片： ATMEL: AT91M40800/55800A Samsung: S3C44B0/4510B ST: STR710x,ARM9系列微处理器(1),特点： 1.1MIPS/MHz的哈佛结构，5级流水线 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 支持数据Cache和指令Cache，具有更高的指令和数据处理能力 MMU：Memory Management Unit,A
6、RM9系列微处理器（2）,类型： ARM920T ARM922T ARM940T,ARM9系列微处理器（3）,典型芯片： ATMEL: AT91RM9200（ARM920T） Samsung：S3C2410 （ARM920T） TI: OMAP5910 （ARM925 + C55x） DaVinci （ARM926EJ-S + C64x）,ARM9E系列微处理器,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、Java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。ARM9E系列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
7、控制器的应用场合。 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、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
8、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。,ARM10E系列微处理器,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，在同样的时钟频率下，性能提高了近50，同时，ARM10E系列微处理器采用了两种先进的节能方式，使其功耗极低。 ARM10E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。 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64位的高速AMBA总线接口。 支持VFP10浮点处理协处理器。
9、 全性能的MMU，支持Windows CE、Linux、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、ARM1022E和ARM1026EJ-S三种类型，以适用于不同的应用场合。,ARM11E系列微处理器,ARM公司在2003年4月29日宣布了其下一代ARM架构的CPUARM11（又名Jaguar），基于ARM11的微处理器具有更
10、强的性能，尤其是多媒体处理能力。 ARM11微处理器采用0.13微米工艺，低端产品运行在350MHz500MHz，高端产品运行在533750MHz，如果将加工工艺减小到0.10微米，那么芯片速度将达1GHz。 目前的ARM7和ARM9内核的芯片最大速度只能到400MHz。目前最快的嵌入式处理器为Intel的Xscale，最高主频为500MHz。,SecurCore系列微处理器,SecurCore系列微处理器专为安全需要而设计，提供了完善的32位RISC技术的安全解决方案，因此，SecurCore系列微处理器除了具有ARM体系结构的低功耗、高性能的特点外，还具有其独特的优势，即提供了对安全解决方
11、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，还在系统安全方面具有如下的特点： 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 SC110、SecurCore SC200和SecurCore SC210四种类型，以适用于不同的应用场合。,Inte
12、l的StrongARM、Xscale系列微处理器,Intel公司推出的面向无线移动终端开发的体系结构“ Personal Internet Client Architecture (PCA)” 是一个开放的嵌入式系统开发应用平台，它以XSCALE系列嵌入式处理器为核心，支持Linux、WinCENET和VxWorks等操作系统，是一个理想的面向无线互连的应用平台。 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Intel目前主要推广的一款ARM微
13、处理器。 典型芯片：PXA250/255/270/272,ARM微处理器的体系结构（1）,RISC体系结构特点： 在进行指令系统设计时，只选择使用频率很高的指令，在此基础上增加少量能有效支持操作系统和高级语言实现以及其他功能的指令，使指令条数大大减少 采用固定长度的指令格式，指令归整、简单、基本寻址方式有23种 使用单周期指令，便于流水线操作执行 大量使用寄存器，数据处理指令只对寄存器进行操作，只有加载/存储指令可以访问存储器，以提高指令的执行效率 为提高指令执行速度，大部分指令直接采用硬件电路实现，少量采用微码实现,ARM微处理器的体系结构（2）,ARM体系结构还采用了一些特别的技术，在保证
14、高性能的前提下尽量缩小芯片的面积，并降低功耗。 大多数的指令都可根据前面的执行结果决定是否被执行，从而提高指令的执行效率 可用加载/存储指令批量传输数据，以提高数据的传输效率 可在一条数据处理指令中同时完成逻辑处理和移位处理 在循环处理中使用地址的自动增减来提高运行效率,ARM微处理器的应用选型,ARM微处理器内核的选择 运行Windows CE、Linux ARM720T以上带有MMU ARM720T、ARM920T、ARM922T、ARM946T、Xscale 运行uCLinux、RTLinux、uC/OSII ARM7TDMI,ARM微处理器的应用选型,系统的工作频率 片内存储器的容量
15、片内外围电路 USART（UART/SCI）、IIC、SPI、USB（HOST/DEVICE)、IrDA、Ethernet（MAC）、IIS/AC97、LCD、Keypad、RTC、ADC、DAC、DSP协处理器等 生产商的选择,ARM应用系统开发工具,CodeWarrior for ARM Developer Suite（ADS) Editor|Compiler|Linker|Debugger ARM Multi-ICE,In Circuit Emulator,Multi-ICE Server,建立工程，编辑源文件,配置汇编器、编译器、链接器、调试器,AXD调试器,ARM应用系统软件开发过程,指令集模拟器(Armulator) 驻留监控软件(Angel) 在线调试器(AXD),ARM应用系统软件调试方法,ARM7TDMI体系结构图,ARM7TDMI引脚图,S3C4510框图,进一步阅读,ARM微处理器系列 ARM体系结构版本和变量 指令流水线 ARM7TDMI处理器 ARM920T处理器,
