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1、细心整理ARM嵌入式在通信领域的应用分析ARM嵌入式在通信领域的应用分析前言由于网络及通信技术的开展，嵌入式系统在阅历了近20年的开展历程后，又进入了一个新的历史开展阶段，即从普遍的低端应用进入到一个高、低端并行开展，并且不断提升低端应用技术水平的时代，其标记是近年来32位MCU的开展。32位MCU的应用不会走8位机百花齐放、百余种型号系列齐上阵的道路。这是因为在8位机的低端应用中，嵌入对象及对象专业领域特殊广泛而困难；而当前32位MCU的高端应用那么多集中在网络、通信、多媒体技术领域。32位MCU将会集中在少数厂家开展的少数型号系列上。在嵌入式系统高端应用的开展中，曾经有众多的厂家参及，很早
2、就有许多8位嵌入式MCU厂家实施了8位、16位和32位机的开展准备。后来，8位和32位机的技术扩展，侵占了16位机的开展空间。传统电子系统智能化对8位机的需求，使这些厂家把主要精力放在8位机的开展上，形成了32位机的开展迟迟不前的局面。当网络、通信和多媒体信息家电业兴起后，出现了嵌入式系统高端应用的市场；而在嵌入式系统的高端应用中，进展多年技术准备的ARM公司，适时地推出了32位ARM系列嵌入式微处理器，以其明显的性能优势和学问产权平台扇出的运行方式，快速形成32位机高端应用的主流地位，以至于使不少传统嵌入式系统厂家放弃了自己的32位开展准备，转而运用ARM内核来开展自己的32位MCU。就连在
3、嵌入式系统开展史上做出卓越奉献的Intel公司，以及将单片微型计算机开展到微限制器的Philips公司，在开展32位嵌入式系统时，都不另起炉灶，而是转而运用ARM公司的嵌入式系统内核来开展自己的32位MCU。本文在以下几个方面对ARM嵌入式在通信领域的应用进展分析，1对ARM进展介绍2对ARM在通信领域的应用进展总的介绍3对ARM的几种型号在通信领域的应用进展举例介绍4对ARM在通信领域的应用趋势做出结论第1章ARM处理器概述1.1ARM处理器简介ARMAdvancedRISCMachines，既可以认为是一个公司的名字，也可以认为是对一类微处理器的通称，还可以认为是一种技术的名字。1991年
4、ARM公司成立于英国剑桥，主要出售芯片设计技术的授权。目前，接受ARM技术学问产权IP核的微处理器，即我们通常所说的ARM微处理器，已普及工业限制、消费类电子产品、通信系统、网络系统、无线系统等各类产品市场，基于ARM技术的微处理器应用约占据了32位RISC微处理器75以上的市场份额，ARM技术正在逐步渗入到我们生活的各个方面。ARM公司是特地从事基于RISC技术芯片设计开发的公司，作为学问产权供应商，本身不干脆从事芯片生产，靠转让设计许可由合作公司生产各具特色的芯片，世界各大半导体生产商从ARM公司购置其设计的ARM微处理器核，依据各自不同的应用领域，参与适当的外围电路，从而形成自己的ARM
5、微处理器芯片进入市场。目前，全世界有几十家大的半导体公司都运用ARM公司的授权，因此既使得ARM技术获得更多的第三方工具、制造、软件的支持，又使整个系统本钱降低，使产品更简洁进入市场被消费者所承受，更具有竞争力。1.2ARM微处理器的应用领域及特点1.2.1ARM微处理器的应用领域到目前为止，ARM微处理器及技术的应用几乎已经深化到各个领域：1、工业限制领域：作为32的RISC架构，基于ARM核的微限制器芯片不但占据了高端微限制器市场的大局部市场份额，同时也慢慢向低端微限制器应用领域扩展，ARM微限制器的低功耗、高性价比，向传统的8位/16位微限制器提出了挑战。2、无线通讯领域：目前已有超过8
6、5%的无线通讯设备接受了ARM技术，ARM以其高性能和低本钱，在该领域的地位日益稳固。3、网络应用：随着宽带技术的推广，接受ARM技术的ADSL芯片正逐步获得竞争优势。此外，ARM在语音及视频处理上行了优化，并获得广泛支持，也对DSP的应用领域提出了挑战。4、消费类电子产品：ARM技术在目前流行的数字音频播放器、数字机顶盒和游戏机中得到广泛接受。5、成像和平安产品：此时此刻流行的数码相机和打印机中绝大局部接受ARM技术。手机中的32位SIM智能卡也接受了ARM技术。除此以外，ARM微处理器及技术还应用到许多不同的领域，并会在将来取得更加广泛的应用。1.3ARM微处理器系列ARM微处理器目前包括
7、下面几个系列，以及其它厂商基于ARM体系构造的处理器，除了具有ARM体系构造的共同特点以外，每一个系列的ARM微处理器都有各自的特点和应用领域。ARM7系列ARM9系列ARM9E系列ARM10E系列SecurCore系列Inter的XscaleInter的StrongARM其中，ARM7、ARM9、ARM9E和ARM10为4个通用处理器系列，每一个系列供应一套相对独特的性能来满足不同应用领域的需求。SecurCore系列特地为平安要求较高的应用而设计。第2章ARM嵌入式在通信领域的应用2.1ARM在通信领域的应用概述通信是通过某种媒体进展的信息传递。古代，人们通过驿站、飞鸽传书、烽火报警等方式
8、进展信息传递。今日，随着科学水平的飞速开展，相继出现了无线电，固话，手机，互联网甚至可视电话等各种通信方式。通信行业包括电信运营商，电信设备制造商，电信增值效劳商，电话效劳，呼叫中心运营及设备供应商，手机终端生产商等企业构成的通信泛行业群体非标准行业定义。通信产品可以说包括在以上行业的产品，目前这些产品大局部是基于处理器制造的ARM将其技术授权给世界上许多著名的半导体、软件和OEM厂商，每个厂商得到的都是一套独一无二的ARM相关技术及效劳。利用这种合伙关系，ARM很快成为许多全球性RISC标准的缔造者。ARM架构是面对低预算市场设计的第一款RISC微处理器。ARM供应一系列内核、体系扩展、微处
9、理器和系统芯片方案。由于全部产品均接受一个通用的软件体系，所以一样的软件可在全部产品中运行理论上如此。典型的产品如下。CPU内核-ARM7：小型、快速、低能耗、集成式RISC内核，用于移动通信。-ARM7TDMI(Thumb):这是公司授权用户最多的一项产品，将ARM7指令集同Thumb扩展组合在一起，以削减内存容量和系统本钱。同时，它还利用嵌入式ICE调试技术来简化系统设计，并用一个DSP增加扩展来改良性能。该产品的典型用途是数字蜂窝电话和硬盘驱动器。-ARM9TDMI:接受5阶段管道化ARM9内核，同时配备Thumb扩展、调试和Harvard总线。在生产工艺一样的状况下，性能可达ARM7T
10、DMI的两倍之多。常用于连网和顶置盒。体系扩展-Thumb:以16位系统的本钱，供应32位RISC性能，特殊留意的是它所需的内存容量特殊小。嵌入式ICE调试由于集成了类似于ICE的CPU内核调试技术，所以原型设计和系统芯片的调试得到了极大的简化。微处理器-ARM710系列，包括ARM710、ARM710T、ARM720T和ARM740T:低价、低能耗、封装式常规系统微型处理器，配有高速缓存Cache、内存管理、写缓冲和JTAG。广泛应用于手持式计算、数据通信和消费类多媒体。-ARM940T、920T系列:低价、低能耗、高性能系统微处理器，配有Cache、内存管理和写缓冲。应用于高级引擎管理、保
11、安系统、顶置盒、便携计算机和高档打印机。-StrongARM:性能很高、同时满足常规应用须要的一种微处理器技术，及DEC联合研制，后来授权给Intel。SA110处理器、SA1100PDA系统芯片和SA1500多媒体处理器芯片均接受了这一技术。-ARM7500和ARM7500FE:高度集成的单芯片RISC计算机，基于一个缓存式ARM732位内核，拥有内存和I/O限制器、3个DMA通道、片上视频限制器和调色板以及立体声端口;ARM7500FE那么增加了一个浮点运算单元以及对EDODRAM的支持。特殊适合电视顶置盒和网络计算机NC。2.2ARM在通信领域的应用分析作为通信领域的典型应用，持电话、机
12、顶盒、数码像机、GPS、个为数字助理以及因特网设备等产品的市场需求越来越大。目前，基于ARM的处理器以其高速度、低功耗等诸多优异的性能而成为上述各类产品中选用较多的处理器。21、ARM型号功能分析在ARM内核中有四个功能模块可供生产厂商依据不同用户的不同要求来配置生产。这四个模块分别用T、D、M和I来表示。T：表示Thumb，该内核可从16位指令集扩大到32位ARM指令集。D：表示Debug，该内核中放置了用于调试的构造，通常它为一个边界扫描链JTAG，可使CPU进入调试模式，从而可便利地进展断点设置、单步调试。M：表示Multiplier，是8位乘法器。I：表示EmbeddedICELogi
13、c,用于实现断点观测及变量观测的逻辑电路局部，其中的TAP限制器可接入到边界扫描链。ARM7ARM7接受ARMV4TNewman)构造，分为三级流水，空间统一的指令及数据Cache，平均功耗为0.6mW/MHz，时钟速度为66MHz，每条指令平均执行1.9个时钟周期。其中的ARM710，ARM720和ARM740为内带Cache的ARM核。ARM9ARM9接受ARMV4THarvard)构造，五级流水处理以及分别的Cache构造，平均功耗为0.7mW/MHz。时钟速度为120MHz-200MHz，每条指令平均执行1.5个时钟周期。及ARM7系列相像，其中的ARM920、ARM940和ARM9E
14、为含Cache的CPU核。性能为132MIPS120MHz时钟，3.3V供或220MIPS200MHz时钟。ARM10ARM10接受ARMV5T构造，六级流水处理，指令及数据分别的Cache构造。平均功耗为1000mW，时钟速度为300MHz，每条指令平均执行1.2个周期，其中ARM1020为带Cache的版本。ARM10TDMI：及全部ARM核在二进制级代码兼容，内带高速32X16MAC，预留DSP协处理器接口。其中的VFP10矢量浮点单元为七级流水构造。ARM1020T：ARM10TDMI+32KI&DCaches+MMU构造，300MHz时钟，功耗为1W2.0V供电或00mW1.5V供电。指令Cache和数据Cache分别为32K，宽度为64bits。能够技术多种商用操作系统。适用于下一代高性能手持式因特网设备及数字式消费类应用。StrongARM
