第2章 arm7-9体系结构.ppt

第2章ARM7/ARM9体系结构*、、,它是一家微处理器行业的知名企业,该企业设计了大量高性能、廉价、耗能低的RISC(精简指令集)处理器。公司的特点是只设计芯片,而不生产。它将技术授权给世界上许多著名的半导体、软件和OEM厂商,并提供服务。...,其目标是设计出在高时钟频率下单周期执行,简单而有效的指令集。ARM内核采用RISC体系结构,因此具有RISC的结构特点:具有大量的通用存储器;独特的装载/保存(load-store)结构;简单的寻址模式;统一和固定长度的指令格式。,ARM体系结构还有以下特点:每条数据处理指令可同时包含算术逻辑单元(ALU)的运算和移位处理,实现ALU和移位器的最大利用;使用地址自增和自减的寻址方式优化程序循环;装载/保存指令对数据的批量传输,实现最大数据吞吐量;大多数指令的条件执行,实现最快速的代码执行。,目前最新的系列是Cortex,而ARM6核以及更早的系列已经很罕见了。当前应用比较多的ARM处理器核系列有:ARM7ARM9ARM10EXscaleARM11CortexARM9E版本ARM处理器系列特点ARMv1ARM1该版体系结构只在原型机ARM1出现过,没有用于商业产品。基本性能:•基本的数据处理指令(无乘法)•26位寻址ARMv2ARM2和ARM3该版体系结构对ARMv1版进行了扩展,版本ARMv2a是v2版的变种,ARM3芯片采用了ARMv2a。ARMv2版增加了以下功能:•32位乘法和乘加指令•支持32位协处理器操作指令•快速中断模式ARM体系结构版本及特点ARMv3ARMv3MARM6、ARM7DI、ARM7MARMv3版体系结构对ARM体系结构作了较大的改动:•寻址空间增至32位(4GB)•独立的当前程序状态寄存器CPSR和程序状态保存寄存器SPSR,保存程序异常中断时的程序状态,以便于对异常的处•增加了异常中断(Abort)和未定义两种处理器模式•增加了MMU支持•ARMv3M增加了有符号和无符号长乘法指令ARMv4ARMv4TStrongARM、ARM9TDMI、ARM9TARMv4版体系结构是目前应用最广的ARM体系结构,在v3版上作了进一步扩充,指令集中增加了以下功能:•增加了系统模式•增加了16位Thumb指令集•完善了软件中断SWI指令的功能•不再支持26位寻址模式ARMv5TEARMv5TEJARM9E、ARM10E、Xscale、ARM7EJ、ARM926EJARMv5版体系结构在ARMv4版基础上增加了一些新的指令,包括:•增加ARM与Thumb状态之间切换的指令•增强乘法指令和快速乘累加指令•增加了数字信号处理指令(ARMv5TE版)•增加了Java加速功能(ARMv5TEJ版)ARMv6ARM11ARMv6版体系结构是2001年发布的,首先在ARM11处理器中使用。此体系结构在ARMv5版基础上增加了以下功能:•Thumb-2增强代码密度•SIMD增强媒体和数字处理功能•TrustZone提供增强的安全性能•IEM提供增强的功耗管理功能