嵌入式处理器(第二章).pptVIP

第二章 嵌入式处理器 主要内容 介绍ARM处理器的一些基本概念、编程模型及处理器特点，并重点介绍处理器运行模式、寄存器组织、ARM处理器异常等知识 介绍ARM处理器的指令集和汇编语言。 通过本章的学习，可以了解ARM处理器的基本工作原理和一些与程序设计相关的基本技术细节，为以后的程序设计打下基础。 嵌入式微处理器 ARM 1990年ARM (Advanced RISC Machine)公司成立于英国，从事基于RISC技术设计开发，本身不从事芯片生产，通过转让知识产权IPR给合作公司。 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。 ARM可以被认为是一类微处理器的通称。基于ARM的嵌入式开发技术目前已经席卷全球，成为嵌入式主流技术之一，并且已经被普遍认可为是一种特定技术的通称。 ARM处理器—应用领域 ARM微处理器及技术的应用已经深入到各个领域： 工业控制领域 无线通讯领域 网络应用 消费类电子产品 成像和安全产品 ARM处理器—特点 ARM处理器采用RISC架构，一般具有如下特点： 体积小、低功耗、低成本、高性能 支持Thumb（16位）/ARM（32位）双指令集，能很好的兼容8位/16位器件 采用固定长度的指令格式 寻址方式灵活简单，执行效率高 LOAD-STORE结构，数据操作在寄存器中完成 单机器周期指令，每条指令具有多种操作功能，提高了指令使用效率 ARM处理器系列 ARM7系列处理器 ARM9系列处理器 ARM9E系列处理器 ARM10E系列处理器 SecurCore系列处理器 Intel 的?StrongARM?处理器 Intel 的 XScale?处理器 Cortex系列处理器 ARM处理器—ARM7系列 ARM7系列微处理器为低功耗的32位RISC处理器，主时钟20～133MHz ARM720T带有高速缓存处理器宏单元，支持Linux和Windows CE等操作系统。 ARM7系列广泛应用于多媒体和嵌入式设备，包括工业控制、Internet设备、网络和调制解调器设备、移动电话、PDA等设备。 ARM处理器—ARM9系列 ARM9系列与ARM7兼容并提供了更高的性能，主时钟100～233MHz。 ARM9提供了全功能的MMU，支持Linux、和Windows CE等操作系统。 ARM9系列主要应用于引擎管理、仪器仪表、安全系统、机顶盒、高端打印机、和音频视频多媒体设备 ARM9E强化了数字信号处理和Java功能 ARM处理器—ARM10系列 ARM10E系列微处理器主时钟可达400MHz以上 采用了新的体系结构，支持VFP10浮点处理协处理器，并且内嵌并行读/写操作部件 ARM10E特别适用于高端应用，如成像设备、视频处理和高性能打印机等 ARM处理器—SecurCore系列 SecurCore系列微处理器专为安全需要而设计，在系统安全方面具有如下的特点： 带有灵活的保护单元，以确保操作系统和应用数据的安全。 采用软内核技术，防止外部对其进行扫描探测。 可集成用户自己的安全特性和其他协处理器。 ARM处理器—StrongARM系列 Intel?StrongARM?处理器采用在软件上兼容ARMv4体系结构 Intel?StrongARM 处理器主要用于便携式通讯产品和消费类电子产品 ARM处理器—XScale系列 XScale?处理器是基于ARMv5TE体系结构的解决方案，是一款全性能、高性价比、低功耗的处理器 支持16位的Thumb指令和DSP指令集，已使用在数字移动电话、个人数字助理和网络产品等场合 ARM处理器—Cortex系列 Cortex-M3处理器的核心是基于哈佛架构的3级流水线内核，该内核集成了分支预测，单周期乘法，硬件除法等众多功能强大的特性，使其具有出色的表现（1.25 DMIPS/MHz）。 采用新的Thumb?-2指令集架构的Cortex-M3处理器，与执行Thumb指令的ARM7TDMI-S?处理器相比，每兆赫的效率提高了70%，与执行ARM指令的ARM7TDMI-S处理器相比，效率提高了35%。 ARM处理器—体系结构 ARM体系结构共定义了7个版本（v1～v7），目前正在使用的为v4 ～v7 。随着版本的发展，ARM体系的指令集功能不断扩大。ARM处理器系列中的各种处理器，采用的实现技术各不相同，性能差别很大，应用场合也有所不同。 同一版本的ARM可能还具有某些特定功能，用后缀来说明这些功能： T:高密度16位的Thumb指令机扩展 D:支持片上调试 M:增加了64位乘法指令 I:Embeded ICE观察点硬件 E:支持增强