arm微处理器硬件结构.ppt

计算机科学与技术学院 ******@ SCIENCE AND PUTER SCIENCE AND TECHNOLOGY 吉林大学 ARM 微处理器硬件结构?计算机体系结构分类?ARM 版本及系列?ARM 处理器结构?存储系统机制计算机科学与技术学院 ******@ SCIENCE AND PUTER SCIENCE AND TECHNOLOGY 吉林大学计算机体系结构分类?两种典型的结构: 冯·诺依曼结构哈佛体系结构计算机科学与技术学院 ******@ SCIENCE AND PUTER SCIENCE AND TECHNOLOGY 吉林大学冯·诺依曼结构?冯·诺依曼机: 将数据和指令都存储在存储器中的计算机。?计算系统由一个中央处理单元( CPU )和一个存储器组成。存储器拥有数据和指令,并且可以根据所给的地址对它进行读或写。计算机科学与技术学院 ******@ SCIENCE AND PUTER SCIENCE AND TECHNOLOGY 吉林大学哈佛体系结构?哈佛机: 为数据和程序提供了各自独立的存储器。?程序计数器只指向程序存储器而不指向数据存储器, 这样做的后果是很难在哈佛机上编写出一个自修改的程序。?独立的程序存储器和数据存储器为数字信号处理提供了较高的性能。? ARM 7使用冯·诺依曼体系结构。? ARM 9 使用哈佛体系结构。计算机科学与技术学院 ******@ SCIENCE AND PUTER SCIENCE AND TECHNOLOGY 吉林大学 ARM 公司简介? ARM 是A dvanced R ISC M achines 的缩写,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。 1985 年第一个 ARM 原型在英国剑桥诞生。?公司的特点是只设计芯片,而不生产。它提供 ARM 技术知识产权( IP)核, 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。计算机科学与技术学院 ******@ SCIENCE AND PUTER SCIENCE AND TECHNOLOGY 吉林大学 ARM 处理器的应用?到目前为止,基于 ARM 技术的微处理器应用约占据了 32位嵌入式微处理器 75%以上的市场份额。?全球 80% 的GSM/3G 手机、 99% 的CDMA 手机以及绝大多数 PDA 产品均采用 ARM 体系的嵌入式处理器。?“掌上计算”相关的所有领域皆为其所主宰。?主要应用:消费类电子, 无线、图像应用开放平台、存储、自动化、智能卡、 SIM 卡等。?ARM 处理器的三大特点: 耗电少功能强、 16位/32 位双指令集、众多合作伙伴。将技术授权给其它芯片厂商形成各具特色的 ARM 芯片. . . 计算机科学与技术学院 ******@ SCIENCE AND PUTER SCIENCE AND TECHNOLOGY 吉林大学各 ARM 体系结构版本? ARM 体系结构从最初开发到现在有了很大的改进,并仍在完善和发展。?为了清楚地表达每个 ARM 应用实例所使用的指令集, ARM 公司定义了 6种主要的 ARM 指令集体系结构版本,以版本号 V1 ~ V6 表示。计算机科学与技术学院 ******@ SCIENCE AND PUTER SCIENCE AND TECHNOLOGY 吉林大学 ARM 版本Ⅰ: V1 版架构该版架构只在原型机 ARM1 出现过,只有 26 位的寻址空间,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 (2 26)。计算机科学与技术学院 ******@ SCIENCE AND PUTER SCIENCE AND TECHNOLOGY 吉林大学 ARM 版本Ⅱ: V2 版架构该版架构对 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。同样为 26位寻址空间, 现在已经废弃不再使用。 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 。计算机科学与技术学院 ******@ SCIENCE AND PUTER SCIEN