ARM处理器简介.ppt

ARMProcessor,ARM处理器简介,ARMProcessor,ARM的特点1,ARM的含义：英文缩写为AdvancedRISCMachineARM是一种通用的32位RISC处理器32位是指处理器的外部地址和数据总线是32位的，相比16位的同频处理器性能更强大。RISC是一种指令集，也指采用该指令集的处理器，英文缩写：ReducedInstructionSetComputer,相比CISC代码效率更高。ARM是一种功耗很低的高性能处理器例如：ARM7TDMI具有每瓦产生690MIPS的能力，已被证明在工业界处于领先水平,ARMProcessor,ARM公司并不生产芯片，而是将ARM的技术授权其它公司生产。ARM本质上并不是一种芯片，而是一种芯片结构技术，不涉及到芯片生产工艺。授权生产ARM结构芯片的公司采用不同的半导体技术，面对不同的应用进行扩展和集成，标有不同系列号。ARM是一种可扩展，可移植、可集成的处理器。ARM内核有四个功能模块可供生产厂商根据不同用户的要求来配置生产。ARM7TDMI-S给用户预留出功能扩展接口。,ARM的特点2,ARMProcessor,ARM的产品系列1,ARM7的特点：ARM7采用ARMV4T（Newman）结构，三级流水，平均功耗0.6mW/MHz，时钟速度66MHz，ARM内核的四个功能模块：T：Thumb，即32位模式下的16位指令集，可以在兼顾性能的同时减少代码尺寸。D：Debug，在内核中放置了用于调试的结构，接口形式为JTAG（JointTestActionGroup）。M：Multiplier，指8位乘法器。I：EmbeddedICELogic，指用于实现断点观测及变量观测的逻辑电路部分。,ARMProcessor,ARM的产品系列2,ARM7的产品线。ARM7TDMI：同时具备四个模块，当然用户也可选择其中的几个或一个。ARM7TDMI-S：软件与ARM7TDMI完全兼容，硬件预六留功能扩展口。ARM710T：ARM7TDMI+8KCache+MMU，Cache：片内缓存，提高CPU性能，MMU：内存管理单元。ARM740T：ARM7TDMI+8KCache+ProtectionUnit。ARM720T：ARM7TDMI+8KCache+WinCESupport。,ARMProcessor,ARM9的特点：ARMV4T（Harvard）结构，五级流水，指令与数据分离的Cache，平均功耗0.7mW/MHz，时钟为120MHz-200MHzARM9的产品线：ARM9TDMIARM940T：ARM9TDMI+4KCache+ProtectionUnit。ARM920T：ARM9TDMI+16KCache+MMU+WinCESupport。ARM9E：ARM9TDMI+Enhanced+DSPInstruction。ARM10：采用ARMV5T结构，六级流水处理，时钟速度300MHz，性能约为ARM9的两倍。,ARM的产品系列3,ARMProcessor,ARM的应用范围,嵌入式控制汽车、电子设备、保安设备、大容量存储器、调制解调器、打印机。数字消费产品数码相机、数字式电视机、游戏机、GPS、机顶盒便携式产品手提式计算机、移动电话、PDA、灵巧电话,ARMProcessor,关于THUMB指令集,ARM7TDMI可以使用两套指令集标准32位ARM指令集16位的THUMB指令集两套指令集可以交叉编译和连接THUMB的特点THUMB是对32位寄存器操作的16位指令集与32位ARM指令集相比代码尺寸更小，更适合嵌入式应用。因为是对32位结构的CPU操作，所以比纯16位的指令集效率更高。与其它32位下的16位指令集相比，它还可以切换到32位ARM指令集并全速执行。,ARMProcessor,ARM的七种运行状态,User：通常的ARM的运行状态FIQ：快中断，用于数据传输或通道处理IRQ：普通中断请求Supervisor：操作系统保护模式Abortmode：数据或指令预取失败System：特权用户模式Undefined：未定义指令执行状态切换由软件控制或由外部中断和异常来触发。,ARMProcessor,ARM状态下的寄存器,ARM7TDMI总共有37个寄存器，32个通用寄存器，和6个状态寄存器，但是不是同时都可见。关于bankedregisters，在FIQ下从R8-R14，其它状态下为R13，R14。R14：subroutinelinkregister，copyofR15。R15：ProgramCounterR16：CPSR（CurrentProgramStatusRegister）,ARMProcessor,关于PSR寄存器,PSR分为CPSR和SPSRPSR位描述NZVCIFTModebitsUser：10000FIQ：10001IRQ：10010Supervisor：10011Abort：10111Undefined：11011System：11111,ARMProcessor,ARM的异常（Exception)处理,进入异常的处理保存PC值到LR保存CPSR到SPSR强制改变Modebits强制PC值，从中断矢量表中预取下一条指令脱离异常的处理恢复PC值从LR恢复CPSR从SPSR清除中断屏蔽位,ARMProcessor,ARM的外部接口,存储器接口协处理器接口调试接口,ARMProcessor,ARM公司提供的开发环境,硬件环境评估板Integrator/CMARM7TDMI等等Multi-ICEinterfaceunit通过并口与主机连接通过JTAG与目标板连接软件环境ARMDeveloperSuite编译、汇编、连接环境调试器函数库,ARMProcessor,开发模式,ARMulater无需目标板，在主机上调试软件。JTAG模式利用ICE与目标板的JTAG相连。Angel模式在没有D模块的情况下，利用串口与目标板相连，通过目标板Flash上的monitor调试程序,ARMDeveloperSuite,ARMDeveloperSuite,monitor,ARMProcessor,SHARP公司的LH77790A芯片,ARM7TDMI内核CACHE控制部分LCD控制器总线控制器PWM82C54计数器/定时器16C450UARTs82C55外围控制接口其它控制接口应用：液晶显示,ARMProcessor,SAMSUNG公司KS32C6200芯片,ARM7TDMI内核2KCache控制部分并口2路DMA存储器管理控制15路中断控制方波发生器其它控制电路应用：打印机,ARMProcessor,ATMEL公司的AT91芯片,ARM7TDMI内核控制电路16位外围总线接口通用外围控制电路外围数据控制（DMA）片内存储器应用：工业控制,ARMProcessor,CIRRUS公司的EP系列芯片,ARM720T内核控制电路DAI：数字音频接口LCD控制器存储器控制器DC-DC变换器（PWM）27位通用I/O动态可编程时钟其它控制电路应用：数字音频设备,ARMProcessor,在ARM下的方案,目标板：ARM的Evaluator-7T。采用ARM7TDMI芯片支持JTAG和Angel的调试方式仿真器：BDI通过JTAG与目标板相连通过以太网与主机相连RTOS：Microtec的VRTXoc。VRTXmc的源码方案支持THUMB指令集实时多任务操作系统内核BSP支持：PIE、PID7T、EBSA110,ARMProcessor,在ARM下的方案续1,开发软件包：Microtec的SoftwareDevelopmentKit。C，C+Compiler，ARM/THUMBA