文档介绍：Cortex-M3内核——TI Stellaris Family 技术应用讲座
讲座主要内容:
1) ARM与其体系结构概述
2) Cortex-M3体系结构
3) TI Stellaris family介绍
4) 我们公司的Cortex-M3评估套件展示
5) 关于培训事项
Cortex-M3相关公司体系结构
ARM公司概述
ARM微处理器及其发展
ARM公司概述
ARM(Advanced RISC Machines)既是一个公司的名字,也是对一类微处理器的通称,还可以认为是一种技术的名字。
ARM公司1991年成立于英国剑桥,主要出售芯片设计技术的授权。目前,采用ARM技术知识产权(IP)核的微处理器(即我们通常所说的ARM微处理器),已遍及工业控制、消费类电子产品、通信系统、无线系统等各类产品市场。基于ARM技术的微处理器,其应用占据了32位RISC处理器75%以上的市场份额。ARM技术正在逐步渗透到我们生活的各个方面。
ARM微处理器及其发展
ARM微处理器的几个系列:
ARM7系列、ARM9系列、 ARM9E系列、 ARM10E系列、 SecurCore系列、Intel的XScale系列、Cortex系列。
ARM体系结构的发展:
(1)V1~V3版本;
(2)V4T版本;
(3)V5版本;
(4)V6版本;
(5)V7版本。
ARM公司为新的ARM V7架构定义了三大分工明确的系列:“A”系列面向尖端的基于虚拟内存的操作系统和用户应用;“R”系列针对实时系统;“M”系列针对微控制器和低成本应用系统。
Cortex-M3内核体系结构
Cortex-M3简介
Cortex-M3内核结构与优势
Luminary Micro公司Cortex-M3介绍
ARM公司于2005年推出了Cortex-M3内核,就在当年ARM公司与其他投资商合伙成立了Luminary(流明诺瑞)公司,由该公司率先设计、生产与销售基于Cortex-M3内核的ARM芯片——Stellaris(群星)系列ARM。
Cortex-M3内核是ARM公司整个Cortex内核系列中的微控制器系列(M)内核,还是其它两个系列分别是应用处理器系列(A)与实时控制处理系列(R),这三个系列又分别简称为A、R、M系列,当然这三个系列的内核分别有各自不同的应用场合。
Cortex-M3简介
Cortex-M3内核主要是应用于低成本、小管脚数和低功耗的场合,并且具有极高的运算能力和极强的中断响应能力。
Cortex-M3处理器采用纯Thumb2指令的执行方式,使得这个具有32位高性能的ARM内核能够实现8位和16位的代码存储密度。ARM Cortex-M3处理器是使用最少门数的ARM CPU,核心门数只有33K,在包含了必要的外设之后的门数也只有60K,使得封装更为小型,成本更加低廉。
Cortex-M3采用了ARM V7哈佛架构,具有带分支预测的3级流水线,中断延迟最大只有12个时钟周期,在末尾连锁的时候只需要6个时钟周期。/MHZ的功耗。
Cortex-M3 中央内核基于哈佛架构,指令和数据各使用一条总线(右图中所示)。与 Cortex-M3不同,ARM7 系列处理器使用冯·诺依曼(Von Neumann)架构,指令和数据共用信号总线以及存储器。由于指令和数据可以从存储器中同时读取,所以 Cortex-M3 处理器对多个操作并行执行,加快了应用程序的执行速度。
Cortex-M3内核简介一:哈佛架构
内核流水线分3个阶段:取指、译码和执行。当遇到分支指令时,译码阶段也包含预测的指令取指,这提高了执行的速度。处理器在译码阶段期间自行对分支目的地指令进行取指。在稍后的执行过程中,处理完分支指令后便知道下一条要执行的指令。如果分支不跳转,那么紧跟着的下一条指令随时可供使用。如果分支跳转,那么在跳转的同时分支指令可供使用,空闲时间限制为一个周期。
Cortex-M3内核简介二:分支预测的流水线