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文档列表 文档介绍
ARM微处理器硬件结构
本章主要内容:
计算机体系结构分类
ARM版本及系列
ARM处理器结构
存储系统机制
1
计算机体系结构Ⅰ
·诺依曼结构
2
计算机体系结构Ⅱ
2. 哈佛体系结构
3
ARM简介
ARM(Advanced RISC Machines)系列微处理器,采用的ARM技术知识产权(IP)核都是由ARM公司提供的。
ARM公司本身不生产芯片,转让设计许可,由合作公司生产各具特色的芯片。
ARM32位体系结构目前被公认为是嵌入式应用领域领先的32位嵌入式RISC微处理器结构。从版本1到版本6,ARM体系的指令集功能不断扩大。
4
ARM版本Ⅰ

该版架构只在原型机ARM1出现过,没有用于商业产品。其基本性能有:
基本的数据处理指令(无乘法);
基于字节、半字和字的Load/Store指令;
转移指令,包括子程序调用及链接指令;
供操作系统使用的软件中断指令SWI;
寻址空间:64MB(226)。
5
ARM版本Ⅱ

该版架构对V1版进行了扩展,例如ARM2和ARM3(V2a)架构,版本2a是版本2的变种,ARM3芯片采用了版本2a。V2版架构与版本V1相比,增加了以下功能:
乘法和乘加指令;
支持协处理器操作指令;
快速中断模式;
SWP/SWPB的最基本存储器与寄存器交换指令;
寻址空间:64MB。
6
ARM版本Ⅲ

V3版架构对ARM体系结构作了较大的改动:
寻址空间增至32位(4GB);
当前程序状态信息从原来的R15寄存器移到当前程序状态寄存器CPSR中(Current Program Status Register);
增加了程序状态保存寄存器SPSR(Saved Program Status Register);
增加了中止(Abort)和未定义2种处理器模式;
增加了MRS/MSR指令,以访问新增的CPSR/SPSR寄存器;
增加了从异常处理返回的指令功能。
7
ARM版本Ⅳ

V4版架构在V3版上作了进一步扩充,V4版架构是目前应用最广的ARM体系结构,ARM7、ARM8、ARM9和StrongARM都采用该架构。指令集中增加了以下功能:
符号化和非符号化半字及符号化字节的存/取指令;
增加了16位Thumb指令集;
完善了软件中断SWI指令的功能;
处理器系统模式引进特权方式时使用用户寄存器操作;
把一些未使用的指令空间捕获为未定义指令。
8
ARM版本Ⅴ

V5版架构是在V4版基础上增加了一些新的指令,ARM10和Xscale都采用该版架构。这些新增命令有:
带有链接和交换的转移BLX指令;
计数前导零CLZ指令;
BRK中断指令;
增加了数字信号处理指令(V5TE版);
为协处理器增加更多可选择的指令。
9
ARM版本Ⅵ

V6版架构是2001年发布的,首先在2002年春季发布的ARM11处理器中使用。此架构在V5版基础上增加了以下功能:
THUMBTM:35%代码压缩;
DSP扩充:高性能定点DSP功能;
JazelleTM:Jova性能优化,可提高8倍;
Media扩充:音/视频性能优化,可提高4倍。
10

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  • 时间2014-04-23