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嵌入式系统开发

第4章 ARM嵌入式系统基础知识
授课教师:江兰帆
E-Mail: jiang_lanfan@
本章提要
11 ARM简介
22 ARM体系结构概览
33 ARM编程模型
44 ARM 指令集
ARM简介
ARM(Advanced RISC Machines),既可以认
为是一个公司的名字,也可以认为是对一类微处理
器的通称,还可以认为是一种技术的名字。
1991年ARM公司成立于英国剑桥,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、网络系统、无线系统等各类产品市场,基于
ARM技术的微处理器应用约占据了32位RISC微处
理器75%以上的市场份额,ARM技术正在逐步渗
入到我们生活的各个方面。
ARM简介
ARM公司是专门从事基于RISC技术芯
片设计开发的公司,作为知识产权供应
商,它本身不直接从事芯片生产,靠转让
设计许可,由合作公司生产各具特色的芯
片,世界各大半导体生产商从ARM公司购
买其设计的ARM微处理器核,根据各自不
同的应用领域,加入适当的外围电路,从
而形成自己的ARM微处理器芯片进入市场。
目前,全世界有几十家大的半导体公
司都使用ARM公司的授权,因此既使得
ARM技术获得更多的第三方工具、制造、
软件的支持,又使整个系统成本降低,
从而使产品更容易进入市场被消费者所
接受,更具有竞争力。
ARM微处理器的应用领域
•工业控制领域:作为32的RISC架构,基于
ARM核的微控制器芯片不但占据了高端微
控制器市场的大部分市场份额,同时也逐
渐向低端微控制器应用领域扩展,ARM微
控制器的低功耗、高性价比,向传统的8位
/16位微控制器提出了挑战。
•无线通讯领域:目前已有超过85%的无线
通讯设备采用了ARM技术, ARM以其高性
能和低成本,在该领域的地位日益巩固。
ARM微处理器的应用领域
•网络应用:随着宽带技术的推广,采用ARM技
术的ADSL芯片正逐步获得竞争优势。此外,
ARM在语音及视频处理上行了优化,并获得广
泛支持,也对DSP的应用领域提出了挑战。
•消费类电子产品:ARM技术在目前流行的数字
音频播放器、数字机顶盒和游戏机中得到广泛
采用。
•成像和安全产品:现在流行的数码相机和打印
机中绝大部分采用ARM技术。手机中的32位
SIM智能卡也采用了ARM技术。
ARM Powered Products
ARM微处理器的特点
采用RISC架构的ARM微处理器一般具有如下特点:
z 体积小、低功耗、低成本、高性能;
z 支持Thumb(16位)/ARM(32位)双指令集,
能很好的兼容8位/16位器件;
z 大量使用寄存器,指令执行速度更快;
z 大多数数据操作都在寄存器中完成;
z 寻址方式灵活简单,执行效率高;
z 指令长度固定;
ARM微处理器的发展
•经过近20年的发展,ARM体系结构已经发展得
日趋成熟,功能也越来越强,应用领域也越来
越广泛。
•从最初到现在,已经有六个主要的版本:
ARMv1, ARMv2, ARMv3, ARMv4, ARMv5,
ARMv6。
• ARMv1系列的CPU主要还是作为研究之用。后
面几种都得到了较为广泛的应用,特别是
ARMv4系列的CPU目前仍然是ARM芯片的主
要开发版本。