文档介绍：21天学嵌入式开发
第三讲:ARM处理器构架
课程安排
ARM体系结构概述
ARM处理器系列
ARM处理器结构
ARM编程模型
ARM开发调试工具综述
ARM体系结构概述
ARM,英文全称为Advanced RISC Machines。
ARM首先是一个公司的名称。
其次,ARM是对一类微处理器的通称。
宽泛地说,ARM是一种技术的名字,即采用ARM处理器的控制技术。
CISC的体系结构
CISC,plex Instruction puter,即复杂指令集计算机。
在CISC指令集中,各种指令使用频率相差悬殊。
显然,CISC结构虽然指令全面功能强大,但是结构不合理,造成程序代码体积庞大,不适合于嵌入式系统。
RISC的体系结构
RISC的英文全称为Reduced Instruction puter,即精简指令集计算机。
RISC体系结构应具有如下特点:
采用固定长度的指令格式;
使用单周期指令,便于流水线操作执行;
大量使用寄存器,数据处理指令只对寄存器进行操作,只有加载/ 存储指令可以访问存储器,以提高指令的执行效率。
采用一些特别的技术降低功耗。
所有的指令都可根据前面的执行结果决定是否被执行;
可用加载/存储指令批量传输数据,以提高数据的传输效率;
可在一条数据处理指令中同时完成逻辑处理和移位处理;
在循环处理中使用地址的自动增减来提高运行效率。
ARM微处理器的应用领域
工业控制领域
无线通讯领域
网络应用
智能手机
消费类电子产品
成像和安全产品
ARM体系结构的特点
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8/16 位器件。
大量使用寄存器,指令执行速度更快。
ARM处理器共有37个寄存器,分为若干个组(BANK)。
大多数数据操作都在寄存器中完成。
ARM处理器有7种不同的处理器模式
寻址方式灵活简单,执行效率高。
指令长度固定。
ARM处理器系列
ARM 微处理器目前种类非常丰富。
不同的ARM系列具有不同的用途,每一个系列的ARM 微处理器都有各自的特点和应用领域。
下面分别进行介绍。
ARM7微处理器
ARM7内核为低功耗的32位RISC处理器,其采用冯诺依曼体系结构。
ARM7微处理器系列具有如下特点:
具有嵌入式ICE-RT逻辑,无论调试还是开发都很方便。
极低的功耗,适合对功耗要求较高的应用,如便携式产品。
。
代码密度高并兼容16位的Thumb指令集。
支持Windows CE、Linux、Palm OS等嵌入式操作系统。
指令系统与ARM9系列、ARM9E系列和ARM10E系列兼容,便于用户程序的升级和产品的更新换代。
主频最高可达130MIPS。
ARM7微处理器
ARM7系列内核包括多个分支:ARM7TDMI、ARM7TDMI-S、ARM720T、ARM7EJ 。
ARM7TMDI是目前使用最广泛的32位嵌入式RISC处理器内核,属低端ARM处理器核。
其中,TDMI的基本含义为:
T:支持16为压缩指令集Thumb。
D:支持片上Debug。
M:内嵌硬件乘法器(Multiplier)。
I:嵌入式ICE,支持片上断点和调试点。