arm的历史及发展.doc

ARM（Advanced RISC Machines）是微处理器行业的一家知名企业，设计了大量高性能、廉价、耗能低的RISC处理器、相关技术及软件。技术具有性能高、成本低和能耗省的特点。适用于多种领域，比如嵌入控制、消费/教育类多媒体、DSP和移动式应用等。英文全称：Advanced RISC Machines 国家：英国（欧洲） 行业：电子 半导体 微处理器 智能手机 总部：英国剑桥 CEO：沃伦.伊斯特 竞争对手：英特尔 市场份额 手机处理器90%的市场份额 上网本处理器30%的市场份额 平板电脑处理器80%的市场份额 ARM公司ARM（Advanced RISC Machines）是微处理器行业的一家知名企业，设计了大量高性能、廉价、耗能低的RISC处理器、相关技术及软件。技术具有性能高、成本低和能耗省的特点。适用于多种领域，比如嵌入控制、消费/教育类多媒体、DSP和移动式应用等。 ARM公司是苹果、Acorn、VLSI、Technology等公司的合资企业。 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 ARM公司(6张)都是一套独一无二的ARM相关技术及服务。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。 目前，总共有30家半导体公司与ARM签订了硬件技术使用许可协议，其中包括Intel、IBM、LG半导体、NEC、SONY、飞利浦和国民半导体这样的大公司。至于软件系统的合伙人，则包括微软、升阳和MRI等一系列知名公司。 1991 年 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，采用 ARM技术知识产权（ IP ）核的微处理器，即我们通常所说的 ARM 微处理器，已遍及工业控制、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。 20世纪90年代，ARM公司的业绩平平，处理器的出货量徘徊不前。由于资金短缺，ARM做出了一个意义深远的决定：自己不制造芯片，只将芯片的设计方案授权（licensing）给其他公司，由它们来生产。正是这个模式，最终使得ARM芯片遍地开花，将封闭设计的Intel公司置于“人民战争”的汪洋大海。 但是进入21世纪之后，由于手机制造行业的快速发展，出货量呈现爆炸式增长，ARM处理器占领了全球手机市场。2006年，全球ARM芯片出货量为20亿片，2010年预计将达到45亿片。 ARM 公司是专门从事基于 RISC 技术芯片设计开发的公司，作为知识产权供应商，本身不直接从事芯片生产，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公司购买其设计的 ARM 微处理器核，根据各自不同的应用领域，加入适当的外围电路，从而形成自己的 ARM 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使用 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，又使整个系统成本降低，使产品更容易进入市场被消费者所接受，更具有竞争力。 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。 2007年底，ARM的雇员总数为1728人，持有专利700项（另有900项正在申请批准中），全球分支机构31家，合作伙伴200家，年收入2.6亿英镑。 编辑本段ARM 授权方ARM 公司本身并不靠自有的设计来制造或出售 CPU ，而是将处理器架构授权给有兴趣的厂家。ARM 提供了多样的授权条款，包括售价与散播性等项目。对于授权方来说，ARM 提供了 ARM 内核的整合硬件叙述，包含完整的软件开发工具（编译器、debugger、SDK），以及针对内含 ARM CPU 硅芯片的销售权。对于无晶圆厂的授权方来说，其希望能将 ARM 内核整合到他们自行研发的芯片设计中，通常就仅针对取得一份生产就绪的智财核心技术（IP Core）认证。对这些客户来说，ARM 会释出所选的 ARM 核心的闸极电路图，连同抽象模拟模型和测试程式，以协助设计整合和验证。需求更多的客户，包括整合元件制造商（IDM）和晶圆厂家，就选择可合成的RTL（暂存器转移层级，如 Verilog）形式来取得处理器的智财权（IP）。藉著可整合的 RTL，客户就有能力能进行架构上的最佳化与加强。这个方式能让设计者完成额外的设计目标（如高震荡频率、低能量耗损、指令集延伸等）而不会受限于无法更动的电路图。虽然 ARM 并不授予受权方再次出售 ARM 架构本身，但受权方可以任意地出售制品（如芯片元件、评估板、完整系统等）。商用晶圆厂是特殊例子，因为他们不仅授予能出售包含 ARM 内核的硅晶成品，对其它客户来讲，他们通常也保留重制 ARM 内核的权利。 就像大多数 IP 出售方，ARM 依照使用价值来决定 IP 的售价。在架构上而言，更低效能的 ARM 内核比更高效能的内核拥有较低的授权费。以硅芯片实作而言，一颗可整合的内核要比一颗硬件宏（黑箱）内核要来得贵。更复杂的价位问题来讲，持有 ARM 授权的商用晶圆厂（例如韩国三星和日本富士通）可以提供更低的授权价格给他们的晶圆厂客户。透过晶圆厂自有的设计技术，客户可以更低或是免费的ARM预付授权费来取得 ARM 内核。相较于不具备自有设计技术的专门半导体晶圆厂（如台积电和联电），富士通三星对每片晶圆多收取了两至三倍的费用。对中少量的应用而言，具备设计部门的晶圆厂提供较低的整体价格（透过授权费用的补助）。对于量产而言，由于长期的成本缩减可借由更低的晶圆价格，减少ARM的NRE成本，使得专门的晶圆厂也成了一个更好的选择。 许多半导体公司持有 ARM 授权：Atmel、Broadcom、Cirrus Logic、Freescale（于2004从摩托罗拉公司独立出来）、Qualcomm、富士通、英特尔（借由和Digital的控诉调停）、IBM，英飞凌科技，任天堂，恩智浦半导体（于2006年从飞利浦独立出来）、OKI电气工业，三星电子，Sharp，STMicroelectronics，德州仪器 和 VLSI等许多这些公司均拥有各个不同形式的ARM授权。虽然ARM的授权项目由保密合约所涵盖，在智慧财产权工业，ARM是广为人知最昂贵的CPU内核之一。单一的客户产品包含一个基本的 ARM 内核可能就需索取一次高达美金20万的授权费用。而若是牵涉到大量架构上修改，则费用就可能超过千万美元。 ARM(Asynchronous Resbonse Mode)异步响应方式异步响应方式ARM（Asynchronous Responses Mode）也是一种非平衡数据链路操作方式，与NRM不同的是，ARM下的传输过程由从站启动。从站主动发送给主站的一个或一组帧中可包含有信息，也可以是仅以控制为目的而发的帧。在这种操作方式下，由从站来控制超时和重发。该方式对采用轮询方式的多站链路来说是必不可少的。 本文由dangdangxww贡献 ppt文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。 深圳市微迪软件技术有限公司 本讲培训目标 对ARM处理器相关产品有整体上的了解 处理器相关产品有整体上的了解 了解选择ARM处理器的选择依据 了解选择 处理器的选择依据 了解ARM处理器的编程模型 了解 处理器的编程模型 了解ARM处理器的指令系统 了解 处理器的指令系统 微迪培训中心 第四十二期 深圳市微迪软件技术有限公司 课程内容 第一章 ARM处理器介绍 ARM处理器介绍 第二章 ARM处理器选择依据 ARM处理器选择依据 第三章 ARM处理器编程模型 ARM处理器编程模型 第四章 ARM处理器指令系统 ARM处理器指令系统 微迪培训中心 第四十二期 深圳市微迪软件技术有限公司 ARM公司简介 ARM(Advanced RISC machines)公司是全球领先的 16/32位微处理器知识产权设计供应商。1990年正式成 立。 ARM 公司作为32位处理器内核的提供者，拥有100多 家半导体合作伙伴。 微迪培训中心 第四十二期 深圳市微迪软件技术有限公司 ARM公司简介 它不介入芯片的生产销售，只向各大半导体制造商出售知识产权。 现在设计、生产ARM芯片的国际大公司已经超过50多家。 目前已经占有75%以上的32位RISC嵌入式产品市场。在低功耗、 低成本的嵌入式应用领域确立了市场领导地位。 ARM公司的网址/ 微迪培训中心 第四十二期 深圳市微迪软件技术有限公司 第一章 ARM处理器介绍 ARM处理器介绍 微迪培训中心 第四十二期 深圳市微迪软件技术有限公司 ARM简介 ARM是一个CPU核。ARM公司自己并不生 产或销售芯片，它采用技术授权模式， 通过出售芯片技术授权，收取授权费与 技术转让费 这种商业模式导致ARM公司专注于arm core 技术的设计。 价格合理，过去没有32位cpu研发能力的 半导体公司进入这一行列。 微迪培训中心 第四十二期 深圳市微迪软件技术有限公司 ARM简介 ARM首先在移动计算领域获得盛誉，目前基于 ARM的SOC芯片在手持产品，多媒体消费产品， 中底端网络设备广泛应用。 ARM体系性价比高，功耗低，获得了众多知名 芯片厂家的支持和授权。 如 Samsung,Atmel,Intel,Motorola,TI,Qualcomm ， Conexant ， CirrusLogic,SONY ， LSI, LinkUp. 微迪培训中心 第四十二期 深圳市微迪软件技术有限公司 主要ARM芯片供应商及其代表性产品和主要应用领域 供应商 芯片1 芯片 芯片2 芯片 芯片3 芯片 芯片4 芯片 主要应用 Palm Network PC, Intel SA-110 SA-1100 SA-1110 IXP1200 TI TMS320DSC21 TMS320DSC24 TMS320DSC25 OMAP1510 Digital Camera Samsung S3C44B0X S3C2410 S3C4510 S5N8946 ADSL,PDA Motorola Dragonball MX1 BT,PDA MP3,GSM ,3G,BT GP,MP3 Philips SAA7750 VWS22100 VCS94250 VWS26001 Cirrus Logic EP7209 EP7212 EP7312 EP9312 ATMEL AT91R40XXX AT75C310 AT76C901 AT76C502 GP, Wireless 微迪培训中心 第四十二期 深圳市微迪软件技术有限公司 ARM简介 ARM功能强大，完善的开发工具支持， 因此越来越受到国内工程师的欢迎。 目前国内流行的ARM处理器应用主要基 于ARM7TDMI内核。 s3c4510 /44b0 at9140800 微迪培训中心 第四十二期 深圳市微迪软件技术有限公司 嵌入式产品处理器 目8bit单片机主要问题是： 外围扩充代码/数据空间困难。 mips 值 低 ， 无 法 快 速 实 现 协 议 处 理 功 能，外接ethernet/上tcp/ip协议困难， 无法完成视频音频处理 微迪培训中心 第四十二期 深圳市微迪软件技术有限公司 其他嵌入式处理器介绍 X86系列 Motolora系列 MIPS系列 SH/HP-RISC等系列 微迪培训中心 第四十二期 深圳市微迪软件技术有限公司 X86系列 CPU性能价格比良好 开发简单，软件兼容性好。 软件资源丰富 开发平台简单 目前有大量工控104板，CPCI板可使用, 方便二次开发。 微迪培训中心 第四十二期 深圳市微迪软件技术有限公司 X86系列cpuIntel公司 intel嵌入式x86系列：186series， 386ex，486dx.I960 AMD嵌入式x86系 列:186/188em/es/cc.Elan520. NS系列:Geode? GX, GXLV,GXM 微迪培训中心 第四十二期 深圳市微迪软件技术有限公司 Motorola系列处理器 Motorola系列处理器 68k/Dragonball Cpu32 Coldfire PPC8xx PPC82xx 微迪培训中心 第四十二期 深圳市微迪软件技术有限公司 Motorola系列处理器 开发工具完备，技术支持力量强大 高端通信市场主要芯片供应商 抗干扰，军品指标 产品线完备 微迪培训中心 第四十二期 深圳市微迪软件技术有限公司 其他系列内核 SH3 core: HP-RISC core: MIPS core: 有多款机顶盒/视频SOC产品使用 ST7. 微迪培训中心 第四十二期 深圳市微迪软件技术有限公司 ARM系列处理器 ARM系列内核的优势 低价格 低功耗 高处理能力。 另外具有Thumb,DSP,jazeller功能扩展 支持厂家多，资源重用性好。 微迪培训中心 第四十二期 深圳市微迪软件技术有限公司 ARM系列处理器 主流ARM内核： ARM7 /TDMI 720T ARM9/ARM9E ARM10 Securcore StrongARM/Xscale 微迪培训中心 第四十二期 深圳市微迪软件技术有限公司 ARM系列处理器 ATMEL公司arm系列 AT91系列 目标替代单片机，单纯CPU核。 CPU AT75/76系列： 内 置 arm7/DSP 双 内 核 ， 有 Arm+2DSP/ARM+DSP+MAC,两种配置，加上 PHY就可实现voip终端 微迪培训中心 第四十二期 深圳市微迪软件技术有限公司 ARM系列处理器 Cirrus logic公司 机顶盒/mp3/IA等专用SOC，有数模混合 和视频/音频处理优势。 EP7211 EP7212 EP7209 EP9312 微迪培训中心 第四十二期 深圳市微迪软件技术有限公司 ARM系列处理器 NetScillon公司 ARM+NET系列芯片，关注设备上网（嵌入式 internet internet）解决方案。 Samsung: Arm系列SOC芯片，4510/44b0/2410集成度 高，关注网络/移动存储/mp3/pda应用。 Motolora : 龙珠MX1，使用了arm9内核. 微迪培训中心 第四十二期 深圳市微迪软件技术有限公司 第二章 ARM处理器的选择依据 ARM处理器的选择依据 微迪培训中心 第四十二期 深圳市微迪软件技术有限公司 第一、ARM微处理器内核的选择 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 （ Memory Management Unit ） 功 能 的 ARM 芯 片 ， ARM720T、 ARM920T、ARM922T、ARM946T、Strong-ARM 都带有MMU功能。 ARM7TDMI（ S3C4510B ）则没有MMU，不支持Windows CE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。 uCLinux已经成功移植到多种不带MMU的微处理器平台 上，并在稳定性和其他方面都有上佳表现。 微迪培训中心 第四十二期 深圳市微迪软件技术有限公司 第二、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700MHz。 微迪培训中心 第四十二期 深圳市微迪软件技术有限公司 第三、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，并集成在芯片之中，称之为片内外围电 片内外围电 路 例如：USB接口、IIS接口、LCD控制器、键盘 例如 接口、RTC、ADC和DAC、DSP协处理器等 目的： 目的：设计者应分析系统的需求，尽可能采用 片内外围电路完成所需的功能，这样既可简化 系统的设计，同时提高系统的可靠性。 微迪培训中心 第四十二期 深圳市微迪软件技术有限公司 第四、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。 微迪培训中心 第四十二期 深圳市微迪软件技术有限公司 第三章 ARM微处理器的编程模型 ARM微处理器的编程模型 微迪培训中心 第四十二期 深圳市微迪软件技术有限公司 ARM体系结构介绍 ARM体系结构介绍 RISC 体系结构： 指令数少 寻址方式少 指令定长 单指令周期 多级流水线 寄存器完成运算，存储器只有加载和存储指 令。 微迪培训中心 第四十二期 深圳市微迪软件技术有限公司 ARM体系结构介绍 ARM体系结构介绍 ARM/THUMB模式 THUMB (inside 32bit,code s 16bit)-增 加代码密度减少成本 ARM7TDMI （参下页） ARM7TDMI处理器可以在ARM/THUMB两 种指令模式下工作和切换 微迪培训中心 第四十二期 深圳市微迪软件技术有限公司 ARM7TDMI 在ARM的内核终有四个功能模块，可以供生产厂商根 据不同的要求来配置生产，这四个模块分别是：T、D、 M、I。 TTHUMB。该内核可以支持16位压缩指令集扩充到 THUMB。 32位的指令 32 DDebug. Debug.该内核放置了用于调试的结构，通常为一 个边界扫描链（JTAG），可以使CPU进入调试模式， 从而方便的进行断点设置。 M Multiplier Multiplier内嵌硬件8位乘法器 IICE（In-Circuit-Emulation ）。用于实现断点观测 ICE（In-Circuit及变量观测的逻辑电路部分，其中TAP控制器可接入到 边界扫描链 微迪培训中心 第四十二期 深圳市微迪软件技术有限公司 ARM体系结构介绍 ARM体系结构介绍 内核7种工作模式： 用户态/FIQ/IRQ/管理态/中止态/系统态/未定义态。 用户态无法改变模式，除非异常发生(SWI) 1）用户态无法访问某些受限资源，如修改CPSR的控制 位。 2）除用户模式以外，其余的所有6种模式称之为非用户 模式，或特权模式（Privileged Modes）； 3）其中除去用户模式和系统模式以外的5种又称为异常 模式（Exception Modes），常用于处理中断或异常， 以及需要访问受保护的系统资源等情况。 微迪培训中心 第四十二期 深圳市微迪软件技术有限公司 ARM寄存器 ARM寄存器 ARM微处理器共有37个32位寄存器，其中31个为 通用寄存器，6个为状态寄存器。 R0R12 :通用寄存器 R8_FIQ R12_FIQ：允许快速中断处理 R13用于各工作态的堆栈寄存器 R14用来保护程序调用的现场PC指针 R15:pc CPSR:状态寄存器 SPSR:用于保存CPSR的状态 微迪培训中心 第四十二期 深圳市微迪软件技术有限公司 THUMB寄存器 THUMB寄存器 SP- R13 LR- R14 PC R15 R8R15 访问受限 微迪培训中心 第四十二期 深圳市微迪软件技术有限公司 中断与异常 区别：正在执行的程序发生暂时的停止 是异常；它的当前状态没有保存。 复位：矢量表 0x00000000 IRQ 中断irq引脚产生，比Fiq优先级低。 irq Fiq 进入Fiq时，会屏蔽irq FIQ 矢量放在矢量表的最后，另外有自 己的临时寄存器，提升中断响应 0x0000001c 优先级：最高为复位，最低是SWI. 第四十二期 微迪培训中心 深圳市微迪软件技术有限公司 中断与异常 异常发生：将下一条当前要执行的指令 地址存入LR中，复制CPSR SPSR.获得 中断矢量并执行。 异常处理函数返回： LR处理- PC SPSR CPSR 清除中断禁止位标志。 微迪培训中心 第四十二期 深圳市微迪软件技术有限公司 存储器和I/O 存储器和I/O ARM体系同时支持大尾端/小尾端 小位端：11223344 -44，33，22，11。 11223344 - 44 33 22 11 大尾端：11223344 -11，22，33，44。 32根地址线 32根数据线 内部cache I/O采用内存映射的方式实现 微迪培训中心 第四十二期 深圳市微迪软件技术有限公司 第四章 ARM处理器的指令系统 ARM处理器的指令系统 微迪培训中心 第四十二期 深圳市微迪软件技术有限公司 ARM指令寻址方式 ARM指令寻址方式 寄存器寻址：ADD R0，R1，R2 ； R0R1R2 立即寻址：ADD R0，R0，1 ；R0R01 ADD R0，R0，0x3f；R0R00x3f ADD R0，R0，&3f；R0R00x3f 寄存器移位寻址： ADD R0,R1,R2,LSL #3 寄存器间接寻址： LDR R0,R1 STR R0,R1 微迪培训中心 第四十二期 深圳市微迪软件技术有限公司 ARM指令寻址方式 ARM指令寻址方式 基址寻址： LDR R0，R1，4 LDR R0，R1，4！ R1R14 LDR R0，R1 ，4 R1R14 LDR R0，R1，R2 ；R0R14 ；R0R14、 ；R0R1、 ；R0R1R2 微迪培训中心 第四十二期 深圳市微迪软件技术有限公司 ARM指令集 ARM指令集 多寄存器寻址： LDMIA R0,R1,R2,R3 块拷贝寻址： STMFD R13!,R2-R9 /PUSH LDMIA R0!,R2-R9 STMIA R1,R2-R9 LDMFD R13!,R2-R9 /POP 微迪培训中心 第四十二期 深圳市微迪软件技术有限公司 ARM指令集 ARM指令集 相对寻址： BL SUBR MOV PC,R14 微迪培训中心 第四十二期 深圳市微迪软件技术有限公司 ARM指令集 ARM指令集 条件执行: 所有的ARM指令可包含一个可选的条件 码，只有在满足指定的条件时，带条件 码的指令才能执行。 如果要指令的结果更新条件标志，需要 在指令后面加S. 一些指令eg:CMP,CMN,TST,TEQ不需要 加s 微迪培训中心 第四十二期 深圳市微迪软件技术有限公司 ARM指令集 ARM指令集 EQ:/NE 等于/不等于 CS/HS: CC/LO 大于或等于/小于 MI:PL 负/正或零 VS:VC 溢出/不溢出 HI:LS 大于/小于或等于 GE:LT 大于或等于/小于 -带符号 GT:LE 大于/小于或等于 -带符号 微迪培训中心 第四十二期 深圳市微迪软件技术有限公司 ARM系列开发 ARM系列开发 ARM处理器软件开发环境 SDT ADS GNU 嵌入式的c开发环境： 交叉编译/启动代码 定标器 远端调试 微迪培训中心 第四十二期 深圳市微迪软件技术有限公司 GNU介绍 GNU介绍 Gnu与GDB ARM与嵌入式Linux 微迪培训中心 第四十二期 深圳市微迪软件技术有限公司 SDT/ADS简介 SDT/ADS简介 ADS使用了codewarrior外壳 使用更直观方便,调试器进行了改进。 SDT界面演示 APM建立一个新项目 编译/连接等选项配置说明 ADW+Jtag调试器演示 微迪培训中心 第四十二期 深圳市微迪软件技术有限公司 JTAG/ARM处理器的调试 JTAG/ARM处理器的调试 ARM系列内置支持JTAG调试 JTAG调试演示 断点/RAM/ROM断点 察看内存 察看寄存器 微迪培训中心 第四十二期 深圳市微迪软件技术有限公司 仿真器与调试器的历史 全仿真器 使用硬件仿真芯片和仿真内存，连接困 难，价格昂贵。 Rom monitor： 烧入Flash的一段小程序，可通过串/并 /ethernet口调试 微迪培训中心 第四十二期 深圳市微迪软件技术有限公司 仿真器与调试器的历史 BDM 背景调试模式，由motorola提出，把相应调试 微码放入处理器，使用高速串口进行访问。 （rom monitor的进一步扩展） JTAG 边界扫描协议，是IEEE规范，目前是主流。使 外界可以访问ASIC内部寄存器的技术。 微迪培训中心 第四十二期 深圳市微迪软件技术有限公司 仿真器与调试器的历史 BDM&JTAG调试器，与仿真器的区别。 同样能够直接控制处理器硬件，在单板的硬件 调试能力比rom monitor强。 rom monitor 价格便宜/连接方便 仿真器使用仿真内存，调试器需要目标板。 仿真器支持硬件断点能力强 微迪培训中心 第四十二期 深圳市微迪软件技术有限公司 ARM指令集与体系实践 ARM指令集与体系实践 ARM4510启动汇编代码 工作模式切换 中断矢量表的设置 寄存器体系结构 内存/IO访问实例 微迪培训中心 第四十二期 下午：ARM开发实战 基于Samsung S3c4510处理器 微迪嵌入式培训中心 52 s3c4510的内存REMAP 演示如何把中断矢量表remap到RAM区间 微迪嵌入式培训中心 53 S3c4510的在线FLASH烧写 微迪嵌入式培训中心 54 1本文由934243417贡献 ppt文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。 深圳市微迪软件技术有限公司 本讲培训目标 对ARM处理器相关产品有整体上的了解 处理器相关产品有整体上的了解 了解选择ARM处理器的选择依据 了解选择 处理器的选择依据 了解ARM处理器的编程模型 了解 处理器的编程模型 了解ARM处理器的指令系统 了解 处理器的指令系统 微迪培训中心 第四十二期 深圳市微迪软件技术有限公司 课程内容 第一章 ARM处理器介绍 ARM处理器介绍 第二章 ARM处理器选择依据 ARM处理器选择依据 第三章 ARM处理器编程模型 ARM处理器编程模型 第四章 ARM处理器指令系统 ARM处理器指令系统 微迪培训中心 第四十二期 深圳市微迪软件技术有限公司 ARM公司简介 ARM(Advanced RISC machines)公司是全球领先的 16/32位微处理器知识产权设计供应商。1990年正式成 立。 ARM 公司作为32位处理器内核的提供者，拥有100多 家半导体合作伙伴。 微迪培训中心 第四十二期 深圳市微迪软件技术有限公司 ARM公司简介 它不介入芯片的生产销售，只向各大半导体制造商出售知识产权。 现在设计、生产ARM芯片的国际大公司已经超过50多家。 目前已经占有75%以上的32位RISC嵌入式产品市场。在低功耗、 低成本的嵌入式应用领域确立了市场领导地位。 ARM公司的网址/ 微迪培训中心 第四十二期 深圳市微迪软件技术有限公司 第一章 ARM处理器介绍 ARM处理器介绍 微迪培训中心 第四十二期 深圳市微迪软件技术有限公司 ARM简介 ARM是一个CPU核。ARM公司自己并不生 产或销售芯片，它采用技术授权模式， 通过出售芯片技术授权，收取授权费与 技术转让费 这种商业模式导致ARM公司专注于arm core 技术的设计。 价格合理，过去没有32位cpu研发能力的 半导体公司进入这一行列。 微迪培训中心 第四十二期 深圳市微迪软件技术有限公司 ARM简介 ARM首先在移动计算领域获得盛誉，目前基于 ARM的SOC芯片在手持产品，多媒体消费产品， 中底端网络设备广泛应用。 ARM体系性价比高，功耗低，获得了众多知名 芯片厂家的支持和授权。 如 Samsung,Atmel,Intel,Motorola,TI,Qualcomm ， Conexant ， CirrusLogic,SONY ， LSI, LinkUp. 微迪培训中心 第四十二期 深圳市微迪软件技术有限公司 主要ARM芯片供应商及其代表性产品和主要应用领域 供应商 芯片1 芯片 芯片2 芯片 芯片3 芯片 芯片4 芯片 主要应用 Palm Network PC, Intel SA-110 SA-1100 SA-1110 IXP1200 TI TMS320DSC21 TMS320DSC24 TMS320DSC25 OMAP1510 Digital Camera Samsung S3C44B0X S3C2410 S3C4510 S5N8946 ADSL,PDA Motorola Dragonball MX1 BT,PDA MP3,GSM ,3G,BT GP,MP3 Philips SAA7750 VWS22100 VCS94250 VWS26001 Cirrus Logic EP7209 EP7212 EP7312 EP9312 ATMEL AT91R40XXX AT75C310 AT76C901 AT76C502 GP, Wireless 微迪培训中心 第四十二期 深圳市微迪软件技术有限公司 ARM简介 ARM功能强大，完善的开发工具支持， 因此越来越受到国内工程师的欢迎。 目前国内流行的ARM处理器应用主要基 于ARM7TDMI内核。 s3c4510 /44b0 at9140800 微迪培训中心 第四十二期 深圳市微迪软件技术有限公司 嵌入式产品处理器 目8bit单片机主要问题是： 外围扩充代码/数据空间困难。 mips 值 低 ， 无 法 快 速 实 现 协 议 处 理 功 能，外接ethernet/上tcp/ip协议困难， 无法完成视频音频处理 微迪培训中心 第四十二期 深圳市微迪软件技术有限公司 其他嵌入式处理器介绍 X86系列 Motolora系列 MIPS系列 SH/HP-RISC等系列 微迪培训中心 第四十二期 深圳市微迪软件技术有限公司 X86系列 CPU性能价格比良好 开发简单，软件兼容性好。 软件资源丰富 开发平台简单 目前有大量工控104板，CPCI板可使用, 方便二次开发。 微迪培训中心 第四十二期 深圳市微迪软件技术有限公司 X86系列cpuIntel公司 intel嵌入式x86系列：186series， 386ex，486dx.I960 AMD嵌入式x86系 列:186/188em/es/cc.Elan520. NS系列:Geode? GX, GXLV,GXM 微迪培训中心 第四十二期 深圳市微迪软件技术有限公司 Motorola系列处理器 Motorola系列处理器 68k/Dragonball Cpu32 Coldfire PPC8xx PPC82xx 微迪培训中心 第四十二期 深圳市微迪软件技术有限公司 Motorola系列处理器 开发工具完备，技术支持力量强大 高端通信市场主要芯片供应商 抗干扰，军品指标 产品线完备 微迪培训中心 第四十二期 深圳市微迪软件技术有限公司 其他系列内核 SH3 core: HP-RISC core: MIPS core: 有多款机顶盒/视频SOC产品使用 ST7. 微迪培训中心 第四十二期 深圳市微迪软件技术有限公司 ARM系列处理器 ARM系列内核的优势 低价格 低功耗 高处理能力。 另外具有Thumb,DSP,jazeller功能扩展 支持厂家多，资源重用性好。 微迪培训中心 第四十二期 深圳市微迪软件技术有限公司 ARM系列处理器 主流ARM内核： ARM7 /TDMI 720T ARM9/ARM9E ARM10 Securcore StrongARM/Xscale 微迪培训中心 第四十二期 深圳市微迪软件技术有限公司 ARM系列处理器 ATMEL公司arm系列 AT91系列 目标替代单片机，单纯CPU核。 CPU AT75/76系列： 内 置 arm7/DSP 双 内 核 ， 有 Arm+2DSP/ARM+DSP+MAC,两种配置，加上 PHY就可实现voip终端 微迪培训中心 第四十二期 深圳市微迪软件技术有限公司 ARM系列处理器 Cirrus logic公司 机顶盒/mp3/IA等专用SOC，有数模混合 和视频/音频处理优势。 EP7211 EP7212 EP7209 EP9312 微迪培训中心 第四十二期 深圳市微迪软件技术有限公司 ARM系列处理器 NetScillon公司 ARM+NET系列芯片，关注设备上网（嵌入式 internet internet）解决方案。 Samsung: Arm系列SOC芯片，4510/44b0/2410集成度 高，关注网络/移动存储/mp3/pda应用。 Motolora : 龙珠MX1，使用了arm9内核. 微迪培训中心 第四十二期 深圳市微迪软件技术有限公司 第二章 ARM处理器的选择依据 ARM处理器的选择依据 微迪培训中心 第四十二期 深圳市微迪软件技术有限公司 第一、ARM微处理器内核的选择 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 （ Memory Management Unit ） 功 能 的 ARM 芯 片 ， ARM720T、 ARM920T、ARM922T、ARM946T、Strong-ARM 都带有MMU功能。 ARM7TDMI（ S3C4510B ）则没有MMU，不支持Windows CE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。 uCLinux已经成功移植到多种不带MMU的微处理器平台 上，并在稳定性和其他方面都有上佳表现。 微迪培训中心 第四十二期 深圳市微迪软件技术有限公司 第二、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700MHz。 微迪培训中心 第四十二期 深圳市微迪软件技术有限公司 第三、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，并集成在芯片之中，称之为片内外围电 片内外围电 路 例如：USB接口、IIS接口、LCD控制器、键盘 例如 接口、RTC、ADC和DAC、DSP协处理器等 目的： 目的：设计者应分析系统的需求，尽可能采用 片内外围电路完成所需的功能，这样既可简化 系统的设计，同时提高系统的可靠性。 微迪培训中心 第四十二期 深圳市微迪软件技术有限公司 第四、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。 微迪培训中心 第四十二期 深圳市微迪软件技术有限公司 第三章 ARM微处理器的编程模型 ARM微处理器的编程模型 微迪培训中心 第四十二期 深圳市微迪软件技术有限公司 ARM体系结构介绍 ARM体系结构介绍 RISC 体系结构： 指令数少 寻址方式少 指令定长 单指令周期 多级流水线 寄存器完成运算，存储器只有加载和存储指 令。 微迪培训中心 第四十二期 深圳市微迪软件技术有限公司 ARM体系结构介绍 ARM体系结构介绍 ARM/THUMB模式 THUMB (inside 32bit,code s 16bit)-增 加代码密度减少成本 ARM7TDMI （参下页） ARM7TDMI处理器可以在ARM/THUMB两 种指令模式下工作和切换 微迪培训中心 第四十二期 深圳市微迪软件技术有限公司 ARM7TDMI 在ARM的内核终有四个功能模块，可以供生产厂商根 据不同的要求来配置生产，这四个模块分别是：T、D、 M、I。 TTHUMB。该内核可以支持16位压缩指令集扩充到 THUMB。 32位的指令 32 DDebug. Debug.该内核放置了用于调试的结构，通常为一 个边界扫描链（JTAG），可以使CPU进入调试模式， 从而方便的进行断点设置。 M Multiplier Multiplier内嵌硬件8位乘法器 IICE（In-Circuit-Emulation ）。用于实现断点观测 ICE（In-Circuit及变量观测的逻辑电路部分，其中TAP控制器可接入到