基于ARM的处理器体系结构教学课件

课程大纲m嵌入式处理器及其体系结构A处理器XScale体系结构口PXA系列处理器冯诺依曼和哈佛体系结构存储器算器输出控制器数据信号地址信号控制信号冯诺依曼型计算机冯诺依曼型计算机组成结构存储器处理器使用同一个存储最,经由同一个总线传运算输。统完成一条指令需要3个线步骤,即:取指令、指控制器令译码和执行指令指令和数据共享同一总适配器线的结构输入)输出设备/设备程序存储器程序计数器哈佛体系结构(PC)数据存储器哈佛结构是—种将程序指令存储和数据存储分开的存储器结构。中央处理器首先到程序指令存储器中读取程序指令内容,解码后得到数据地址,再到相应的数据存储器中读取数据,并进行下一步的操作(通常是执行)。程序指令存储和数据存储分开,可以使指令和数据有不同的数据宽度,如Microchip公司的PC16芯片的程序指令是14位宽度,而数据是8位宽度。C|sC与RsCcsc(ComplexInstructionSetComputer)复杂指令集计算机处理器在分析每条指令之后执行一系列初级指令运算来完成所需的功能般CSC计算机所含的指令数目至少300条以上,有的甚至超过500条采用CSC结构的计算机数据线和指令线是分时复用的,即所谓的冯诺依曼结构RlSc(RiducedInstructionSetComputer)精简指令集计算机采用RSc结构的单片机数据线和指令线分离,即所谓的哈佛结构算机指令多为单字节,程序存储器的空间利用率大大提高有利于实现超小型化课程大纲m嵌入式处理器及其体系结构ARM处理器XScale体系结构口PXA系列处理器基于ARM架构的嵌入式微处理器在多媒体技术络互连和开放操作系统等方面应用,是8位机体系结构所难以逾越的障碍,也就好成为选择32位嵌入式系统的主要理由。有的ARM在內核上保持度的兼容性,这霸班装款入式家年可以角用的目前ARMCPU内核里面都有一个Embeddedice蜜快:用武数CU是神是扫描线来进行的的描线都端囗(TAP)控制#通过芯片与JTAG故可保持不向P之间的接口制的兼谷只要支持TAP端口访问,就能进行ARM的系统调i32位体系结构的性能优势(1)寻址空间大在ARM的体系结构里,所有的资源,如存储器、控制寄存器、Io端口等都是在有效地址空间内采用统一编址的,方便了程序在不同处理器间的移植。(2)运算和数据处理强采用了先进的cPU设计理念、多总线接口(哈佛结构)、多级流水线、高速缓存、数据处理增强等技术,这样几乎所有的通信协议栈都能在32位CPU中轻松实现。使得C、C++、Java等高级语言得到了广泛的应用空间。另外多数的微处理器都包含有DMA控制器,这样就进一步提高了整个芯片的数据能力32位体系结构的性能优势(3)操作系统的支持如果某个系统需要有多任务的调度、图形化的人机界面、文件管理系统、网络协议等需求,那么就必须使用嵌入式操作系统般复杂的操作系统在多进程管理中还需要有硬件存储器保护单元(MPU)或管理单元」MMU)的支持。目前ARM9以上的微处理器均有这些支持,可运行Linux、Wince和Vxworks等众多操作系统。基于指令集体系结构的分类版本ARM架构处理器定义了6种不同的版本Ⅵ1版架构:基本的数据处理指令(无乘法);字节、半字和字的Load/Store指令;转移指令,包括子程序调用及链接指令;软件中断指令寻址空间64MB(226)。V2版架构:在Ⅵ版上进行了扩充,例如