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嵌入式系统原理与应用 第二章 嵌入式处理器(上) 2.1 引言 嵌入式处理器是嵌入式系统最核心的部件。 RISC结构已经被证明是嵌入式处理器最适合的结构。 ARM处理器是真正意义上的RISC结构的处理器，且具有处理速度快、功耗低、价格便宜等方面的优点，得到了广泛使用。 2.2 嵌入式处理器概述 2.2.1 嵌入式处理器的分类 2.2.2 典型的嵌入式处理器 1. 嵌入式微控制器(MicroController) 2. 嵌入式微处理器(MicroProcessorUnit) 3. 嵌入式DSP (Digital Signal Processor ) 4. 嵌入式片上系统 (System on Chip ) 1. ARM处理器 1. ARM处理器 2. PowerPC处理器(略) 4. Sparc处理器 (略) 2.3 ARM处理器基础 2.3.1 ARM简介 2.3.2 ARM处理器系列 2.3.3 ARM处理器体系结构 2.3.4 ARM处理器应用选型 1. ARM处理器的发展过程 1. ARM7微处理器系列 1. ARM7微处理器系列 1. ARM7微处理器系列 1. ARM7微处理器系列 1. ARM7微处理器系列 1. ARM7微处理器系列 1. ARM体系结构的基本版本 2. ARM体系结构的演变 2. ARM体系结构的演变 2. ARM体系结构的演变 2. ARM体系结构的演变 2. ARM体系结构的演变 2. ARM体系结构的演变 3. ARM/Thumb体系结构版本命名 1. ARM微处理器内核的选择 2. 系统的工作频率 3. 芯片内存储器的容量 4. 片内外围电路的选择 小 结 本节主要介绍了三方面的内容： 嵌入式处理器概述 ARM处理器简介 ARM处理器的选型原则 课 后 习 题 作业：书上P83，6、7、8、11。 ARM指令集的E变种包括一些附加指令。 在完成典型的DSP算法方面，这些附件指令可以增强ARM处理器的性能。 2.3.3 ARM处理器体系结构 ⑶ 增强型DSP指令（E变种） E变种首先在ARM体系版本v5T中使用，用字符E表示。 ARM的Jazelle技术将Java语言的优势和先进的32位RISC芯片完美的结合在一起。 Jazelle技术提供了Java加速功能，使得Java代码的运行速度比普通Java虚拟机提高了8倍，而功耗降低了80％。 2.3.3 ARM处理器体系结构 ⑷ Java加速器Jazelle（J变种） Jazelle技术使得一些必须用到协处理器和双处理器的场合可以使用单处理器代替，在提供高性能的同时保证低功耗和低成本。 J变种首先在ARM体系版本vTEJ中使用，用字符J表示。 2.3.3 ARM处理器体系结构 ⑷ Java加速器Jazelle（J变种） ARM媒体功能扩展SIMD技术为嵌入式应用系统提供了高性能的音频和视频处理能力，它可使微处理器的音频和视频处理性能提高4倍。 2.3.3 ARM处理器体系结构 ⑸ ARM媒体功能扩展（SIMD变种） 2.3.3 ARM处理器体系结构 ARM体系结构的基本版本 ARM体系结构的演变 ARM/Thumb体系结构版本命名 2.3 ARM处理器基础 2.3.3 ARM处理器体系结构 基本字符串ARMv； ARM指令集的版本号，目前是1～6的数字字符； 表示变种的字符（除了M变种）。 使用字符x表示排除某种功能。若在v3以后的版本中描述为标准的变种没有出现，则字符x后跟随所排除变种的字符。如，在ARMv5TExP体系版本中，x表示缺少，P表示在ARMv5TE中排除某些指令（包括LDRD、STRD、MCRR/MRRC、PLD）。 表2-2 目前有效的ARM/Thumb体系版本 2.3.4 ARM处理器应用选型 ARM微处理器内核的选择 系统的工作频率 芯片内存储器的容量 片内外围电路的选择 2.3 ARM处理器基础 ARM微处理器包含一系列的内核结构，以适应不同的应用领域。 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功能的ARM芯片，ARM720T、ARM920T、ARM922T、ARM946T、Strong-ARM都带有MMU功能。 而ARM7TDMI则没有MMU，可采用uC/OS等不需要MMU支持的操作系统。 2.3.4 ARM处理器应用选型 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。 2.3.