嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)

1、嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)*工程大學(xué)工程大學(xué)*工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系 嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)*工程大學(xué)工程大學(xué)*工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)*工程大學(xué)工程大學(xué)*工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)*工程大學(xué)工程大學(xué)*工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系 嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)*工程大學(xué)工程大學(xué)*工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)*工程大學(xué)工程大學(xué)*工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系 嵌入式系統(tǒng)原理與開

2、發(fā)嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)*工程大學(xué)工程大學(xué)*工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)*工程大學(xué)工程大學(xué)*工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)*工程大學(xué)工程大學(xué)*工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)*工程大學(xué)工程大學(xué)*工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)*工程大學(xué)工程大學(xué)*工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)*工程大學(xué)工程大學(xué)*工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)*

3、工程大學(xué)工程大學(xué)*工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)*工程大學(xué)工程大學(xué)*工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)*工程大學(xué)工程大學(xué)*工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)*工程大學(xué)工程大學(xué)*工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)*工程大學(xué)工程大學(xué)*工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)*工程大學(xué)工程大學(xué)*工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)*工程大學(xué)工程大學(xué)*工程學(xué)

4、院網(wǎng)絡(luò)工程系工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系 嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)*工程大學(xué)工程大學(xué)*工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系 嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)*工程大學(xué)工程大學(xué)*工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系 嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)*工程大學(xué)工程大學(xué)*工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系 嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)*工程大學(xué)工程大學(xué)*工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系 消費(fèi)娛樂產(chǎn)品消費(fèi)娛樂產(chǎn)品 數(shù)字影像產(chǎn)品數(shù)字影像產(chǎn)品 軍事電子軍事電子工業(yè)控制產(chǎn)品工業(yè)控制產(chǎn)品 移動(dòng)存貯移動(dòng)存貯無線產(chǎn)品無線產(chǎn)品 存儲(chǔ)產(chǎn)品存儲(chǔ)產(chǎn)品 汽車產(chǎn)品汽車產(chǎn)品 網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品網(wǎng)絡(luò)

5、產(chǎn)品 安全產(chǎn)品安全產(chǎn)品 嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)*工程大學(xué)工程大學(xué)*工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系 嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)*工程大學(xué)工程大學(xué)*工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系 嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)*工程大學(xué)工程大學(xué)*工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系 MIPS是是Microprocessor without Interlocked Pipeline Stages的縮寫，即的縮寫，即“無無內(nèi)部互鎖流水級(jí)的微處內(nèi)部互鎖流水級(jí)的微處理器理器”。 MIPS的機(jī)制是盡量利用軟件辦法避免流水線中的數(shù)據(jù)的機(jī)制是盡量利用軟件辦法避免流水線中的數(shù)

6、據(jù)相關(guān)問題，最早在相關(guān)問題，最早在80年代初期由斯坦福（年代初期由斯坦福（Stanford）大）大學(xué)學(xué)Hennessy教授領(lǐng)導(dǎo)的研究小組研制出來的。教授領(lǐng)導(dǎo)的研究小組研制出來的。 嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)*工程大學(xué)工程大學(xué)*工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系在嵌入式應(yīng)用方面，在嵌入式應(yīng)用方面，MIPS系列微處理器是目前僅次于系列微處理器是目前僅次于ARM的使用最廣泛的處理器之一，其應(yīng)用領(lǐng)域覆蓋機(jī)頂?shù)氖褂米顝V泛的處理器之一，其應(yīng)用領(lǐng)域覆蓋機(jī)頂盒、游戲機(jī)、路由器、激光打印機(jī)、掌上電腦等各個(gè)方面。盒、游戲機(jī)、路由器、激光打印機(jī)、掌上電腦等各個(gè)方面。 MIPS的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)理念比較

7、先進(jìn)，強(qiáng)調(diào)軟硬件協(xié)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)理念比較先進(jìn)，強(qiáng)調(diào)軟硬件協(xié)同提供性能，同時(shí)簡化硬件設(shè)計(jì)。同提供性能，同時(shí)簡化硬件設(shè)計(jì)。 MIPS IDF(MIPS Integrated Development Framework)集成開發(fā)工具，特別適用于嵌入式系統(tǒng)的開集成開發(fā)工具，特別適用于嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)。發(fā)。 嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)*工程大學(xué)工程大學(xué)*工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系 Sparc處理器是由著名的處理器是由著名的Sun公司自行研發(fā)的微處理器公司自行研發(fā)的微處理器芯片。芯片。 Sun在在64位位UltraSparc處理器方面，主要有處理器方面，主要有3個(gè)系列：個(gè)系列：可

8、擴(kuò)展的可擴(kuò)展的s系列系列主要用于高性能、易擴(kuò)展的多處理器系統(tǒng)；主要用于高性能、易擴(kuò)展的多處理器系統(tǒng)；集成式集成式i系列系列將多種系統(tǒng)功能集成在一個(gè)處理器上，為單將多種系統(tǒng)功能集成在一個(gè)處理器上，為單處理器系統(tǒng)提供了更高的效益；處理器系統(tǒng)提供了更高的效益；嵌入式嵌入式e系列系列為用戶提供為用戶提供理想的性能價(jià)格比，其嵌入式應(yīng)用包括瘦客戶機(jī)、電纜調(diào)理想的性能價(jià)格比，其嵌入式應(yīng)用包括瘦客戶機(jī)、電纜調(diào)制解調(diào)器和網(wǎng)絡(luò)接口等。制解調(diào)器和網(wǎng)絡(luò)接口等。 嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)*工程大學(xué)工程大學(xué)*工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系 龍芯一號(hào)處理器是神州龍芯公司推出的兼顧通用及嵌入龍芯一號(hào)處理

9、器是神州龍芯公司推出的兼顧通用及嵌入式處理器特點(diǎn)的新一代式處理器特點(diǎn)的新一代32位處理器。位處理器。 龍芯一號(hào)的投片成功，并通過了以龍芯一號(hào)的投片成功，并通過了以SPEC CPU2000為為代表的一批性能和功能測試程序的嚴(yán)格測試，標(biāo)志著我國代表的一批性能和功能測試程序的嚴(yán)格測試，標(biāo)志著我國在現(xiàn)代通用微處理器設(shè)計(jì)方面實(shí)現(xiàn)了在現(xiàn)代通用微處理器設(shè)計(jì)方面實(shí)現(xiàn)了零零的突破，的突破， 打破了打破了我國長期依賴國外我國長期依賴國外CPU產(chǎn)品的無產(chǎn)品的無芯芯的歷史，也標(biāo)志著國的歷史，也標(biāo)志著國產(chǎn)安全服務(wù)器產(chǎn)安全服務(wù)器CPU和通用的嵌入式微處理器產(chǎn)業(yè)化的開始。和通用的嵌入式微處理器產(chǎn)業(yè)化的開始。 嵌入式系統(tǒng)原理

10、與開發(fā)嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)*工程大學(xué)工程大學(xué)*工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系 龍芯一號(hào)在通用龍芯一號(hào)在通用CPU體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面采用了許多先進(jìn)體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面采用了許多先進(jìn)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)技術(shù)，尤其在動(dòng)態(tài)流水線的具體實(shí)現(xiàn)和硬件的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)技術(shù)，尤其在動(dòng)態(tài)流水線的具體實(shí)現(xiàn)和硬件對(duì)系統(tǒng)安全性的支持方面，有獨(dú)特創(chuàng)新并申請(qǐng)了專利。對(duì)系統(tǒng)安全性的支持方面，有獨(dú)特創(chuàng)新并申請(qǐng)了專利。 龍芯一號(hào)在片內(nèi)提供了一種特別設(shè)計(jì)的硬件機(jī)制，可以龍芯一號(hào)在片內(nèi)提供了一種特別設(shè)計(jì)的硬件機(jī)制，可以抗御緩沖區(qū)溢出攻擊，在硬件上根本抵制了緩沖區(qū)溢出類抗御緩沖區(qū)溢出攻擊，在硬件上根本抵制了緩沖區(qū)溢出類攻擊的危險(xiǎn)，從而大大的增加的

11、服務(wù)器的安全性。攻擊的危險(xiǎn)，從而大大的增加的服務(wù)器的安全性。 嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)*工程大學(xué)工程大學(xué)*工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系 使用龍芯一號(hào)使用龍芯一號(hào)CPU可以構(gòu)成更為安全的網(wǎng)絡(luò)安全服務(wù)器、可以構(gòu)成更為安全的網(wǎng)絡(luò)安全服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)安全網(wǎng)關(guān)、網(wǎng)際防火墻、服務(wù)器網(wǎng)卡等對(duì)網(wǎng)絡(luò)安全有網(wǎng)絡(luò)安全網(wǎng)關(guān)、網(wǎng)際防火墻、服務(wù)器網(wǎng)卡等對(duì)網(wǎng)絡(luò)安全有特殊需求的產(chǎn)品及應(yīng)用。特殊需求的產(chǎn)品及應(yīng)用。 龍芯系列微處理器可廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制、信息家電、龍芯系列微處理器可廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制、信息家電、通訊、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、通訊、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、PDA、網(wǎng)絡(luò)終端、存儲(chǔ)服務(wù)器、安全服、網(wǎng)絡(luò)終端、存儲(chǔ)服務(wù)器、安全服務(wù)

12、器等產(chǎn)品上。務(wù)器等產(chǎn)品上。 嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)*工程大學(xué)工程大學(xué)*工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系 嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)*工程大學(xué)工程大學(xué)*工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)*工程大學(xué)工程大學(xué)*工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)*工程大學(xué)工程大學(xué)*工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系 1985年年4月月26日，第一個(gè)日，第一個(gè)ARM原型在英國劍橋的原型在英國劍橋的Acorn計(jì)算機(jī)有限公司誕生，并成功的運(yùn)行了測試程序。計(jì)算機(jī)有限公司誕生，并成功的運(yùn)行了測試程序。20世

13、紀(jì)世紀(jì)80年代后期，年代后期，ARM很快開發(fā)成很快開發(fā)成Acorn的臺(tái)式機(jī)的臺(tái)式機(jī)產(chǎn)品，奠定了英國教育界計(jì)算機(jī)技術(shù)的基礎(chǔ)。產(chǎn)品，奠定了英國教育界計(jì)算機(jī)技術(shù)的基礎(chǔ)。 1990年，為廣泛推廣年，為廣泛推廣ARM技術(shù)而成立了技術(shù)而成立了Advanced RISC Machines Limited（簡稱為（簡稱為ARM Limited，ARM公司）。公司）。嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)*工程大學(xué)工程大學(xué)*工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系 20世紀(jì)世紀(jì)90年代，年代， ARM32位嵌人式位嵌人式RISC（Reduced Instruction Set Computer）處理器擴(kuò)展到世界范

14、圍，）處理器擴(kuò)展到世界范圍，特別是占據(jù)了低功耗、低成本和高性能的嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用特別是占據(jù)了低功耗、低成本和高性能的嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域的領(lǐng)先地位。領(lǐng)域的領(lǐng)先地位。 ARM公司雖然只成立公司雖然只成立10多年，但在多年，但在1999年因移動(dòng)電話年因移動(dòng)電話火爆市場，其火爆市場，其32位位RISC處理器占市場份額超過了處理器占市場份額超過了50%，成為業(yè)界龍頭老大。成為業(yè)界龍頭老大。2001年初，年初，ARM公司的公司的32位位RISC處理器市場占有率超過了處理器市場占有率超過了75%。嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)*工程大學(xué)工程大學(xué)*工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系 ARM公司商業(yè)模

15、式的強(qiáng)大之處在于其價(jià)格合理，全世界公司商業(yè)模式的強(qiáng)大之處在于其價(jià)格合理，全世界范圍有超過范圍有超過100個(gè)合作伙伴個(gè)合作伙伴包括半導(dǎo)體工業(yè)的著名公包括半導(dǎo)體工業(yè)的著名公司。司。ARM公司專注于設(shè)計(jì)，其內(nèi)核耗電少、成本低、功公司專注于設(shè)計(jì)，其內(nèi)核耗電少、成本低、功能強(qiáng)，特有能強(qiáng)，特有16/32位雙指令集。位雙指令集。ARM已成為移動(dòng)通信、已成為移動(dòng)通信、手持計(jì)算、多媒體數(shù)字消費(fèi)等嵌入式解決方案的手持計(jì)算、多媒體數(shù)字消費(fèi)等嵌入式解決方案的RISC標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)。準(zhǔn)。 在所有在所有ARM處理器系列中，處理器系列中，ARM7處理器系列應(yīng)用最廣，處理器系列應(yīng)用最廣，采用采用ARM7處理器作為內(nèi)核生產(chǎn)芯片的公司最

16、多。處理器作為內(nèi)核生產(chǎn)芯片的公司最多。嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)*工程大學(xué)工程大學(xué)*工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系 體積小、低功耗、低成本、高性能；體積小、低功耗、低成本、高性能；支持支持Thumb（16位）位）/ARM（32位）雙指令集，能很位）雙指令集，能很好的兼容好的兼容8位位/16位器件；位器件；大量使用寄存器，指令執(zhí)行速度更快；大量使用寄存器，指令執(zhí)行速度更快；大多數(shù)數(shù)據(jù)操作都在寄存器中完成，通過大多數(shù)數(shù)據(jù)操作都在寄存器中完成，通過Load/Store結(jié)結(jié)構(gòu)在內(nèi)存和寄存器之間傳遞數(shù)據(jù)；構(gòu)在內(nèi)存和寄存器之間傳遞數(shù)據(jù)；尋址方式靈活簡單，執(zhí)行效率高；尋址方式靈活簡單，執(zhí)

17、行效率高；指令長度固定。指令長度固定。 嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)*工程大學(xué)工程大學(xué)*工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系 在同一條數(shù)據(jù)處理指令中包含算術(shù)邏輯處理單元進(jìn)行算在同一條數(shù)據(jù)處理指令中包含算術(shù)邏輯處理單元進(jìn)行算術(shù)處理和移位處理；術(shù)處理和移位處理； 使用地址自動(dòng)增加（減少）來優(yōu)化程序中的循環(huán)處理；使用地址自動(dòng)增加（減少）來優(yōu)化程序中的循環(huán)處理； Load/Store指令可以批量傳輸數(shù)據(jù)，從而提高數(shù)據(jù)傳指令可以批量傳輸數(shù)據(jù)，從而提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)男?；輸?shù)男剩?所有指令都可以根據(jù)前面的指令執(zhí)行結(jié)果決定是否執(zhí)行，所有指令都可以根據(jù)前面的指令執(zhí)行結(jié)果決定是否執(zhí)行，以提高指令執(zhí)行的

18、效率。以提高指令執(zhí)行的效率。嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)*工程大學(xué)工程大學(xué)*工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系 引入新穎的引入新穎的“Thumb”壓縮指令格式，降低了小型系統(tǒng)壓縮指令格式，降低了小型系統(tǒng)的成本和電源消耗；的成本和電源消耗； ARM9、ARM10、Strong ARM和和ARM11等系列處理等系列處理器的開發(fā)，顯著提高了器的開發(fā)，顯著提高了ARM的性能，使得的性能，使得ARM技術(shù)在面技術(shù)在面向高端數(shù)字音頻、視頻處理等多媒體產(chǎn)品的應(yīng)用中更加廣向高端數(shù)字音頻、視頻處理等多媒體產(chǎn)品的應(yīng)用中更加廣泛；泛； 先進(jìn)的軟件開發(fā)和調(diào)試環(huán)境加快用戶產(chǎn)品的開發(fā)進(jìn)程；先進(jìn)的軟件開發(fā)和調(diào)試

19、環(huán)境加快用戶產(chǎn)品的開發(fā)進(jìn)程； 廣泛的產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟使廣泛的產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟使ARM的嵌入式應(yīng)用領(lǐng)域更加廣闊；的嵌入式應(yīng)用領(lǐng)域更加廣闊； 嵌入在復(fù)雜嵌入在復(fù)雜SoC中、基于中、基于ARM核的調(diào)試系統(tǒng)代表著當(dāng)今核的調(diào)試系統(tǒng)代表著當(dāng)今片上調(diào)試技術(shù)的前沿。片上調(diào)試技術(shù)的前沿。 嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)*工程大學(xué)工程大學(xué)*工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系A(chǔ)RM的發(fā)展歷程的發(fā)展歷程嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)*工程大學(xué)工程大學(xué)*工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系A(chǔ)RM的市場地理分部的市場地理分部嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)*工程大學(xué)工程大學(xué)*工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工

20、程系嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)*工程大學(xué)工程大學(xué)*工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)*工程大學(xué)工程大學(xué)*工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系 ARM7系列微處理器為低功耗的系列微處理器為低功耗的32位位RISC處理器，處理器，最適合用于對(duì)價(jià)位和功耗要求較高的消費(fèi)類應(yīng)用。最適合用于對(duì)價(jià)位和功耗要求較高的消費(fèi)類應(yīng)用。 ARM7系列微處理器的主要應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)椋合盗形⑻幚砥鞯闹饕獞?yīng)用領(lǐng)域?yàn)椋簎 工業(yè)控制工業(yè)控制u Internet設(shè)備設(shè)備u 網(wǎng)絡(luò)和調(diào)制解調(diào)器設(shè)備網(wǎng)絡(luò)和調(diào)制解調(diào)器設(shè)備u 移動(dòng)電話移動(dòng)電話u 嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)*工

21、程大學(xué)工程大學(xué)*工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系 ARM7微處理器系列具有如下特點(diǎn)：微處理器系列具有如下特點(diǎn)：l 具有嵌入式具有嵌入式ICERT邏輯，調(diào)試開發(fā)方便。邏輯，調(diào)試開發(fā)方便。l 極低的功耗，適合對(duì)功耗要求較高的應(yīng)用。極低的功耗，適合對(duì)功耗要求較高的應(yīng)用。l 能夠提供能夠提供0.9MIPS/MHz的三級(jí)流水線結(jié)構(gòu)。的三級(jí)流水線結(jié)構(gòu)。l 代碼密度高并兼容代碼密度高并兼容16位的位的Thumb指令集。指令集。l 對(duì)操作系統(tǒng)的支持廣泛。對(duì)操作系統(tǒng)的支持廣泛。l 指令系統(tǒng)與指令系統(tǒng)與ARM9系列、系列、ARM9E系列和系列和ARM10E系列兼容，便于用戶的產(chǎn)品升級(jí)換代。系列兼容，便于用戶的

22、產(chǎn)品升級(jí)換代。l 主頻最高可達(dá)主頻最高可達(dá)130MIPS，高速的運(yùn)算處理能力能勝，高速的運(yùn)算處理能力能勝任絕大多數(shù)的復(fù)雜應(yīng)用。任絕大多數(shù)的復(fù)雜應(yīng)用。嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)*工程大學(xué)工程大學(xué)*工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系 ARM7系列微處理器的組成系列微處理器的組成嵌入式ICERT嵌入式ICERTETM7接口ETM7接口ARMv4TARMv4TARM7核ARM7核Thumb擴(kuò)充Thumb擴(kuò)充嵌入式ICERT嵌入式ICERTETM7接口ETM7接口ARMv4TARMv4TARM7核ARM7核Thumb擴(kuò)充Thumb擴(kuò)充ETM9接口ETM9接口DSP擴(kuò)充DSP擴(kuò)充Jazel

23、le擴(kuò)充Jazelle擴(kuò)充ARMv5TEJARMv5TEJThumb擴(kuò)充Thumb擴(kuò)充嵌入式ICERT嵌入式ICERTETM7接口ETM7接口ARMv4TARMv4TARM7核ARM7核Thumb擴(kuò)充Thumb擴(kuò)充AHB接口AHB接口嵌入式ICERT嵌入式ICERT8KB Cache8KB CacheMMUMMUARM7TDMI rev4ARM7TDMI rev4整型核整型核ARM7TDMI-S rev4ARM7TDMI-S rev4可綜合整型核可綜合整型核ARM7EJ rev1ARM7EJ rev1Jazelle 使能核Jazelle 使能核ARM720T rev4ARM720T rev4開

24、放平臺(tái)處理器核開放平臺(tái)處理器核嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)*工程大學(xué)工程大學(xué)*工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系 ARM7TDMI ARM7TMDI是目前使用最廣泛的是目前使用最廣泛的32位嵌入式位嵌入式RISC處理器，屬于低端處理器，屬于低端ARM處理器核。處理器核。ARM7TMDI的的名稱含義為：名稱含義為：u ARM732位位ARM體系結(jié)構(gòu)體系結(jié)構(gòu)4T版本，版本， ARM6 32位整型核的位整型核的3V兼容的版本兼容的版本u T支持支持16為壓縮指令集為壓縮指令集Thumbu D支持片上支持片上Debugu M內(nèi)嵌硬件乘法器（內(nèi)嵌硬件乘法器（Multiplier）u I嵌入

25、式嵌入式ICE，支持片上斷點(diǎn)和調(diào)試點(diǎn)，支持片上斷點(diǎn)和調(diào)試點(diǎn)嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)*工程大學(xué)工程大學(xué)*工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系 ARM7TDMI-S u ARM7TMDI的可綜合（的可綜合（Synthesizable）版本（軟核）；版本（軟核）；u 最適用于可移植性和靈活性為關(guān)鍵的現(xiàn)代電最適用于可移植性和靈活性為關(guān)鍵的現(xiàn)代電子設(shè)計(jì)。子設(shè)計(jì)。 嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)*工程大學(xué)工程大學(xué)*工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系 ARM720T ARM720T是在是在ARM7TMDI處理器核的基礎(chǔ)上增處理器核的基礎(chǔ)上增加了一個(gè)加了一個(gè)8KB的指令和數(shù)據(jù)混合的

26、的指令和數(shù)據(jù)混合的Cache。外部存儲(chǔ)器。外部存儲(chǔ)器和外圍器件通過和外圍器件通過AMBA總線主控單元訪問，同時(shí)還集成總線主控單元訪問，同時(shí)還集成了寫緩沖器以及全性能的了寫緩沖器以及全性能的MMU。ARM720T最適合用最適合用于低功耗和體積為關(guān)鍵的應(yīng)用。于低功耗和體積為關(guān)鍵的應(yīng)用。嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)*工程大學(xué)工程大學(xué)*工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系 ARM9系列微處理器是在高性能和低功耗特性方面最系列微處理器是在高性能和低功耗特性方面最佳的硬件宏單元。佳的硬件宏單元。 ARM9將流水線級(jí)數(shù)從將流水線級(jí)數(shù)從ARM7的的3級(jí)增加到級(jí)增加到5級(jí)，并使級(jí)，并使用指令于數(shù)據(jù)存

27、儲(chǔ)器分開的用指令于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器分開的哈佛哈佛（Harvard）體系結(jié)構(gòu)體系結(jié)構(gòu)。在相同工藝條件下，在相同工藝條件下，ARM9TMDI的性能近似為的性能近似為ARM7TMDI的的2倍。倍。 ARM9系列微處理器的主要應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)椋阂婀芾怼⑾盗形⑻幚砥鞯闹饕獞?yīng)用領(lǐng)域?yàn)椋阂婀芾?、無線設(shè)備、儀器儀表、安全系統(tǒng)、機(jī)頂盒、高端打印機(jī)、無線設(shè)備、儀器儀表、安全系統(tǒng)、機(jī)頂盒、高端打印機(jī)、PDA、網(wǎng)絡(luò)電腦、數(shù)字照相機(jī)和數(shù)字?jǐn)z像機(jī)等。、網(wǎng)絡(luò)電腦、數(shù)字照相機(jī)和數(shù)字?jǐn)z像機(jī)等。 嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)*工程大學(xué)工程大學(xué)*工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系 ARM9微處理器系列具有如下特點(diǎn)：微處理器系

28、列具有如下特點(diǎn)：l 5級(jí)整數(shù)流水線，指令執(zhí)行效率更高。級(jí)整數(shù)流水線，指令執(zhí)行效率更高。l 提供提供1.1MIPS/MHz的哈佛結(jié)構(gòu)。的哈佛結(jié)構(gòu)。l 支持支持32位位ARM指令集和指令集和16位位Thumb指令集。指令集。l 支持支持32位的高速位的高速AMBA總線接口?？偩€接口。l 全性能的全性能的MMU，支持多種主流嵌入式操作系統(tǒng)。，支持多種主流嵌入式操作系統(tǒng)。l MPU支持實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)。支持實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)。l 支持?jǐn)?shù)據(jù)支持?jǐn)?shù)據(jù)Cache和指令和指令Cache，具有更高的指令和，具有更高的指令和數(shù)據(jù)處理能力。數(shù)據(jù)處理能力。嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)*工程大學(xué)工程大學(xué)*工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)

29、工程系工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系 ARM9系列微處理器的組成系列微處理器的組成嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)*工程大學(xué)工程大學(xué)*工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系 ARM9E系列微處理器為可綜合處理器，使用單一的處理系列微處理器為可綜合處理器，使用單一的處理器內(nèi)核提供了微控制器、器內(nèi)核提供了微控制器、DSP、Java應(yīng)用系統(tǒng)的解決方案，應(yīng)用系統(tǒng)的解決方案，極大的減少了芯片的面積和系統(tǒng)的復(fù)雜程度。極大的減少了芯片的面積和系統(tǒng)的復(fù)雜程度。ARM9E系列系列微處理器提供了增強(qiáng)的微處理器提供了增強(qiáng)的DSP處理能力，很適合于那些需要處理能力，很適合于那些需要同時(shí)使用同時(shí)使用DSP和微控制器的應(yīng)用場合

30、。和微控制器的應(yīng)用場合。 ARM9E系列微處理器廣泛應(yīng)用于硬盤驅(qū)動(dòng)器和系列微處理器廣泛應(yīng)用于硬盤驅(qū)動(dòng)器和DVD播放播放器等海量存儲(chǔ)設(shè)備、調(diào)制解調(diào)器和軟調(diào)制解調(diào)器、器等海量存儲(chǔ)設(shè)備、調(diào)制解調(diào)器和軟調(diào)制解調(diào)器、PDA、店面終端、店面終端、MPEG MP3音頻譯碼器、語音識(shí)別與合成，以音頻譯碼器、語音識(shí)別與合成，以及包括巡航控制和反鎖剎車等自動(dòng)控制解決方案。及包括巡航控制和反鎖剎車等自動(dòng)控制解決方案。嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)*工程大學(xué)工程大學(xué)*工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系 ARM9E微處理器系列具有如下特點(diǎn)：微處理器系列具有如下特點(diǎn)：l 支持支持DSP指令集，適合需要高速數(shù)字

31、信號(hào)處理的場合。指令集，適合需要高速數(shù)字信號(hào)處理的場合。l 提供提供1.1MIPS/MHz的的5級(jí)整數(shù)流水線和哈佛結(jié)構(gòu)，指令執(zhí)行效級(jí)整數(shù)流水線和哈佛結(jié)構(gòu)，指令執(zhí)行效率更高。率更高。l 支持支持32位位ARM指令集和指令集和16位位Thumb指令集。指令集。l 支持支持32位的高速位的高速AMBA總線接口?？偩€接口。l 支持支持VFP9浮點(diǎn)處理協(xié)處理器。浮點(diǎn)處理協(xié)處理器。l 全性能的全性能的MMU，支持，支持Windows CE、Linux、Palm OS等多種等多種主流嵌入式操作系統(tǒng)。主流嵌入式操作系統(tǒng)。l MPU支持實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)。支持實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)。l支持?jǐn)?shù)據(jù)支持?jǐn)?shù)據(jù)Cache和指令和指令Ca

32、che，有更高的指令和數(shù)據(jù)處理能力。，有更高的指令和數(shù)據(jù)處理能力。l主頻最高可達(dá)主頻最高可達(dá)300MIPS。嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)*工程大學(xué)工程大學(xué)*工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系 ARM9E系列微處理器的組成系列微處理器的組成嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)*工程大學(xué)工程大學(xué)*工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系 ARM10系列微處理器屬于系列微處理器屬于ARM處理器核中的高端處理處理器核中的高端處理器核，具有高性能、低功耗的特點(diǎn)。器核，具有高性能、低功耗的特點(diǎn)。 由于采用了新的體系結(jié)構(gòu)，與同等的由于采用了新的體系結(jié)構(gòu)，與同等的ARM9器件相比較，器件相比較，

33、在同樣時(shí)鐘頻率下，在同樣時(shí)鐘頻率下，ARM10的性能提高了近的性能提高了近50。同時(shí)，。同時(shí)，ARM10系列微處理器采用了兩種先進(jìn)的節(jié)能方式，使其系列微處理器采用了兩種先進(jìn)的節(jié)能方式，使其功耗極低。功耗極低。 ARM10系列微處理器專為數(shù)字機(jī)頂盒、管理器系列微處理器專為數(shù)字機(jī)頂盒、管理器（organizer）和智能電話等高效手提設(shè)備而設(shè)計(jì)，并為）和智能電話等高效手提設(shè)備而設(shè)計(jì)，并為復(fù)雜的視頻游戲機(jī)和高性能打印機(jī)提供高級(jí)的整數(shù)和浮點(diǎn)復(fù)雜的視頻游戲機(jī)和高性能打印機(jī)提供高級(jí)的整數(shù)和浮點(diǎn)運(yùn)算能力。運(yùn)算能力。 嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)*工程大學(xué)工程大學(xué)*工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程

34、系 ARM10微處理器系列具有如下特點(diǎn)：微處理器系列具有如下特點(diǎn)：l 支持支持DSP指令集。指令集。l 6級(jí)整數(shù)流水線，指令執(zhí)行效率更高。級(jí)整數(shù)流水線，指令執(zhí)行效率更高。l 支持支持32位位ARM指令集和指令集和16位位Thumb指令集。指令集。l 支持支持32位的高速位的高速AMBA總線接口?？偩€接口。l 支持支持VFP10浮點(diǎn)處理協(xié)處理器。浮點(diǎn)處理協(xié)處理器。l 全性能的全性能的MMU，支持多種主流嵌入式操作系統(tǒng)。，支持多種主流嵌入式操作系統(tǒng)。l 支持?jǐn)?shù)據(jù)支持?jǐn)?shù)據(jù)Cache和指令和指令Cache，具有更高的指令和，具有更高的指令和數(shù)據(jù)處理能力。數(shù)據(jù)處理能力。l 主頻最高可達(dá)主頻最高可達(dá)400

35、MIPS。l 內(nèi)嵌并行讀內(nèi)嵌并行讀/寫操作部件。寫操作部件。嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)*工程大學(xué)工程大學(xué)*工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系 ARM10系列微處理器的組成系列微處理器的組成嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)*工程大學(xué)工程大學(xué)*工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系 SecurCore系列微處理器專為安全需要而設(shè)計(jì)，提供了完系列微處理器專為安全需要而設(shè)計(jì)，提供了完善的善的32位位RISC技術(shù)的安全解，決方案具有特定的抗篡改技術(shù)的安全解，決方案具有特定的抗篡改（resist tampering）和反工程和反工程（reverse engineering）特性。特性

36、。 SecurCore系列微處理器除了具有系列微處理器除了具有ARM體系結(jié)構(gòu)的低功體系結(jié)構(gòu)的低功耗、高性能的特點(diǎn)外，還具有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，即提供了對(duì)耗、高性能的特點(diǎn)外，還具有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，即提供了對(duì)安全解決方案的支持。安全解決方案的支持。 SecurCore系列微處理器主要應(yīng)用于一些對(duì)安全性要求較系列微處理器主要應(yīng)用于一些對(duì)安全性要求較高的應(yīng)用產(chǎn)品及應(yīng)用系統(tǒng)，如電子商務(wù)、電子政務(wù)、電子高的應(yīng)用產(chǎn)品及應(yīng)用系統(tǒng)，如電子商務(wù)、電子政務(wù)、電子銀行業(yè)務(wù)、網(wǎng)絡(luò)和認(rèn)證系統(tǒng)等領(lǐng)域。銀行業(yè)務(wù)、網(wǎng)絡(luò)和認(rèn)證系統(tǒng)等領(lǐng)域。 嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)*工程大學(xué)工程大學(xué)*工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系

37、SecurCore系列微處理器除了具有系列微處理器除了具有ARM體系體系結(jié)構(gòu)各種主要特點(diǎn)外，還在系統(tǒng)安全方面具有如結(jié)構(gòu)各種主要特點(diǎn)外，還在系統(tǒng)安全方面具有如下的特點(diǎn)：下的特點(diǎn)： l 帶有靈活的保護(hù)單元，以確保操作系統(tǒng)和應(yīng)用數(shù)帶有靈活的保護(hù)單元，以確保操作系統(tǒng)和應(yīng)用數(shù)據(jù)的安全。據(jù)的安全。l 采用軟內(nèi)核技術(shù)，防止外部對(duì)其進(jìn)行掃描探測。采用軟內(nèi)核技術(shù)，防止外部對(duì)其進(jìn)行掃描探測。l 可集成用戶自己的安全特性和其他協(xié)處理器?？杉捎脩糇约旱陌踩匦院推渌麉f(xié)處理器。嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)*工程大學(xué)工程大學(xué)*工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系 SecurCore系列微處理器包含系列微處理

38、器包含SecurCore SC100、SecurCore SC110、SecurCore SC200和和SecurCore SC210四種類型，以適用四種類型，以適用于不同的應(yīng)用場合。于不同的應(yīng)用場合。 嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)*工程大學(xué)工程大學(xué)*工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系 1995年，年，ARM、Apple和和DEC公司聯(lián)合聲明將開發(fā)公司聯(lián)合聲明將開發(fā)一種應(yīng)用于一種應(yīng)用于PDA的高性能的高性能 、低功耗、基于、低功耗、基于ARM體系結(jié)體系結(jié)構(gòu)的構(gòu)的StrongARM微處理器。微處理器。 1998年年Intel公司接管公司接管Digital半導(dǎo)體公司到現(xiàn)在，采半導(dǎo)體公

39、司到現(xiàn)在，采用了同樣的技術(shù)，并且進(jìn)一步考慮了功耗效率，設(shè)計(jì)了用了同樣的技術(shù)，并且進(jìn)一步考慮了功耗效率，設(shè)計(jì)了StrongARM SA110，并成為高性能嵌入式微處理器，并成為高性能嵌入式微處理器設(shè)計(jì)的一個(gè)里程碑。設(shè)計(jì)的一個(gè)里程碑。 嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)*工程大學(xué)工程大學(xué)*工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系 StrongARM SA-1100處理器是采用處理器是采用ARM體系結(jié)構(gòu)體系結(jié)構(gòu)高度集成的高度集成的32位位RISC微處理器。它融合了微處理器。它融合了Intel公司公司的設(shè)計(jì)和處理技術(shù)以及的設(shè)計(jì)和處理技術(shù)以及ARM體系結(jié)構(gòu)的電源效率，采體系結(jié)構(gòu)的電源效率，采用在軟件上

40、兼容用在軟件上兼容ARMv4體系結(jié)構(gòu)、同時(shí)采用具有體系結(jié)構(gòu)、同時(shí)采用具有Intel技術(shù)優(yōu)點(diǎn)的體系結(jié)構(gòu)。技術(shù)優(yōu)點(diǎn)的體系結(jié)構(gòu)。 Intel StrongARM處理器是便攜式通訊產(chǎn)品和消費(fèi)處理器是便攜式通訊產(chǎn)品和消費(fèi)類電子產(chǎn)品的理想選擇，已成功應(yīng)用于康柏的類電子產(chǎn)品的理想選擇，已成功應(yīng)用于康柏的iPAQ H3600 Pocket PC、惠普的、惠普的Jonada Handheld PC和和Java技術(shù)支持的技術(shù)支持的Palmtop掌上電腦等多種產(chǎn)品中。掌上電腦等多種產(chǎn)品中。嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)*工程大學(xué)工程大學(xué)*工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系 StrongARM的主要特點(diǎn)有

41、：的主要特點(diǎn)有：l 具有寄存器前推的具有寄存器前推的5級(jí)流水線；級(jí)流水線；l 除了除了64位乘法、多寄存器傳送和存儲(chǔ)器位乘法、多寄存器傳送和存儲(chǔ)器/寄存器交換指寄存器交換指令外，其他所有普通指令均是單周期指令；令外，其他所有普通指令均是單周期指令；l 低功耗的偽靜態(tài)操作；低功耗的偽靜態(tài)操作；l 不論處理器的時(shí)鐘頻率有多高，乘法器均以每周期計(jì)算不論處理器的時(shí)鐘頻率有多高，乘法器均以每周期計(jì)算12位、用位、用13個(gè)時(shí)鐘周期計(jì)算兩個(gè)個(gè)時(shí)鐘周期計(jì)算兩個(gè)3位操作數(shù)的乘法；位操作數(shù)的乘法；l 使用系統(tǒng)控制協(xié)處理器來管理片上使用系統(tǒng)控制協(xié)處理器來管理片上MMU和和Cache資源，資源，并且集成了并且集成了J

42、TAG邊界掃描測試電路以支持印制板連接測邊界掃描測試電路以支持印制板連接測試。試。 嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)*工程大學(xué)工程大學(xué)*工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系 Intel Xscale處理器基于處理器基于ARMv5TE體系結(jié)構(gòu)，是一款體系結(jié)構(gòu)，是一款全性能、高性價(jià)比、低功耗的處理器。全性能、高性價(jià)比、低功耗的處理器。 它提供了從手持互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備到互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施產(chǎn)品的全它提供了從手持互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備到互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施產(chǎn)品的全面解決方案，支持面解決方案，支持16位的位的Thumb指令和指令和DSP指令集。指令集。 基于基于Xscale技術(shù)開發(fā)的系列微處理器，由于超低功率技術(shù)開發(fā)的系列微

43、處理器，由于超低功率與高性能的組合使其適用于廣泛的互聯(lián)網(wǎng)接入設(shè)備，在因與高性能的組合使其適用于廣泛的互聯(lián)網(wǎng)接入設(shè)備，在因特網(wǎng)的各個(gè)應(yīng)用環(huán)節(jié)中表現(xiàn)出了令人滿意的處理性能。特網(wǎng)的各個(gè)應(yīng)用環(huán)節(jié)中表現(xiàn)出了令人滿意的處理性能。 Intel Xscale微處理器結(jié)構(gòu)對(duì)于諸如數(shù)字移動(dòng)電話、個(gè)微處理器結(jié)構(gòu)對(duì)于諸如數(shù)字移動(dòng)電話、個(gè)人數(shù)字助理和網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品等廣泛的市場都具有關(guān)鍵的優(yōu)點(diǎn)。人數(shù)字助理和網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品等廣泛的市場都具有關(guān)鍵的優(yōu)點(diǎn)。 嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)*工程大學(xué)工程大學(xué)*工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系 Xscale處理器是處理器是Intel目前主要推廣的一款目前主要推廣的一款A(yù)RM微處理

44、微處理器，處理速度是器，處理速度是StrongARM處理速度的處理速度的2倍。倍。l 數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)Cache的容量從的容量從8KB增加到增加到32KB；l 指令指令Cache的容量從的容量從16KB增加到增加到32KB；l 微小數(shù)據(jù)微小數(shù)據(jù)Cache的容量從的容量從512字節(jié)增加到字節(jié)增加到2KB；l 為提高指令執(zhí)行速度，超級(jí)流水線結(jié)構(gòu)由為提高指令執(zhí)行速度，超級(jí)流水線結(jié)構(gòu)由5級(jí)增至級(jí)增至7級(jí)；級(jí)；l 新增乘法新增乘法/加法器加法器MAC和特定的和特定的DSP型協(xié)處理器型協(xié)處理器CP0，以提高對(duì)多媒體技術(shù)的支持；以提高對(duì)多媒體技術(shù)的支持；l 動(dòng)態(tài)電源管理，使時(shí)鐘頻率可達(dá)動(dòng)態(tài)電源管理，使時(shí)鐘頻率可達(dá)1

45、GHz、功耗低至、功耗低至1.6W，并能達(dá)到并能達(dá)到1,200MIPS。嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)*工程大學(xué)工程大學(xué)*工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)*工程大學(xué)工程大學(xué)*工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)*工程大學(xué)工程大學(xué)*工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系 為了精確表述在每個(gè)為了精確表述在每個(gè)ARM實(shí)現(xiàn)中所使用的指令集，迄實(shí)現(xiàn)中所使用的指令集，迄今為止，將其定義了今為止，將其定義了6種主要版本，分別用版本號(hào)種主要版本，分別用版本號(hào)16表表示。示。 核核體系結(jié)構(gòu)體系結(jié)構(gòu) ARM1 ARM1 V

46、1 V1 ARM2 ARM2 V2 V2 ARM2aS、ARM3 ARM2aS、ARM3 V2a V2a ARM6、ARM600、ARM610 ARM6、ARM600、ARM610 V3 V3 ARM7、ARM700、ARM710 ARM7、ARM700、ARM710 V3 V3 ARM7TDMI、ARM710T、ARM710T、ARM740T ARM7TDMI、ARM710T、ARM710T、ARM740T V4T V4T Strong ARM、ARM8、ARM810 Strong ARM、ARM8、ARM810 V4 V4 ARM9TDMI、ARM920T、ARM940T ARM9TDMI

47、、ARM920T、ARM940T V4T V4T ARM9E-S ARM9E-S V5TE V5TE ARM10TDMI、ARM1020E ARM10TDMI、ARM1020E V5TE V5TE ARM11、ARM1156T2-S、ARM1156T2F-S、ARM1176JZ-S、ARM11JZF-S ARM11、ARM1156T2-S、ARM1156T2F-S、ARM1176JZ-S、ARM11JZF-S V6 V6嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)*工程大學(xué)工程大學(xué)*工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系 ARM體系結(jié)構(gòu)版本體系結(jié)構(gòu)版本v1對(duì)第一個(gè)對(duì)第一個(gè)ARM處理器進(jìn)行描述，處理器

48、進(jìn)行描述，從未用于商用產(chǎn)品。從未用于商用產(chǎn)品。 版本版本v1的地址空間是的地址空間是26位，僅支持位，僅支持26位尋址空間，位尋址空間，不支持乘法或協(xié)處理器指令。不支持乘法或協(xié)處理器指令。 基于該體系結(jié)構(gòu)的基于該體系結(jié)構(gòu)的ARM處理器應(yīng)用在處理器應(yīng)用在BBC微計(jì)算機(jī)微計(jì)算機(jī)中，雖然這種微型計(jì)算機(jī)制造得很少，但它標(biāo)志著中，雖然這種微型計(jì)算機(jī)制造得很少，但它標(biāo)志著ARM成為第一個(gè)商用單片成為第一個(gè)商用單片RISC微處理器。微處理器。 版本版本v1 嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)*工程大學(xué)工程大學(xué)*工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系 版本版本v1包括下列指令：包括下列指令： l 基本的數(shù)

49、據(jù)處理指令（不包括乘法指令）；基本的數(shù)據(jù)處理指令（不包括乘法指令）；l 基于字節(jié)、字和半字的加載基于字節(jié)、字和半字的加載/存儲(chǔ)（存儲(chǔ)（Load/Store）指令；指令；l 分支（分支（Branch）指令，包括分支與鏈接指令；）指令，包括分支與鏈接指令；l 軟件中斷指令（軟件中斷指令（SWI），用于進(jìn)行操作系統(tǒng)調(diào)用。），用于進(jìn)行操作系統(tǒng)調(diào)用。 版本版本v1 版本版本v1現(xiàn)已廢棄不用?，F(xiàn)已廢棄不用。嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)*工程大學(xué)工程大學(xué)*工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系 以以ARMv2為核的為核的Acorn公司的公司的Archimedes和和A3000批量銷售，它使用了版本

50、批量銷售，它使用了版本v2的體系結(jié)構(gòu)。的體系結(jié)構(gòu)。 版本版本v2仍然只支持仍然只支持26位的地址空間，但包含了對(duì)位的地址空間，但包含了對(duì)32位結(jié)果的乘法指令和協(xié)處理器的支持。位結(jié)果的乘法指令和協(xié)處理器的支持。 版本版本v2a是版本是版本v2的變種，的變種，ARM3芯片是采用了版芯片是采用了版本本v2a和第一片具有片上和第一片具有片上Cache的的ARM處理器。處理器。 版本版本v2嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)*工程大學(xué)工程大學(xué)*工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系 版本版本v2（2a）通過增加下列指令對(duì)體系結(jié)構(gòu)版本）通過增加下列指令對(duì)體系結(jié)構(gòu)版本v1進(jìn)行了擴(kuò)展，即：進(jìn)行了擴(kuò)展，即：

51、 l 乘法和乘加指令；乘法和乘加指令；l 支持協(xié)處理器的指令；支持協(xié)處理器的指令；l 對(duì)于快速中斷（對(duì)于快速中斷（FIQ）模式，提供了）模式，提供了2個(gè)以上的影個(gè)以上的影子寄存器；子寄存器；l SWP指令和指令和SWPB指令。指令。 版本版本v2 版本版本v2現(xiàn)已廢棄不用?，F(xiàn)已廢棄不用。嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)*工程大學(xué)工程大學(xué)*工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系 ARM作為獨(dú)立的公司，在作為獨(dú)立的公司，在1990年設(shè)計(jì)的第一個(gè)微處年設(shè)計(jì)的第一個(gè)微處理器理器ARM6采用的是版本采用的是版本v3的體系結(jié)構(gòu)。的體系結(jié)構(gòu)。 版本版本v3作為作為IP核、獨(dú)立的處理器（核、獨(dú)立的處理器

52、（ARM60）、具有）、具有片上高速緩存、片上高速緩存、MMU核寫緩沖的集成核寫緩沖的集成CPU（用于（用于Apple Newton的的ARM600、ARM610）所采納的體）所采納的體系結(jié)構(gòu)而被大量銷售。系結(jié)構(gòu)而被大量銷售。 版本版本v3的變種版本有版本的變種版本有版本v3G和版本和版本v3M。 版本版本v3 嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)*工程大學(xué)工程大學(xué)*工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系 版本版本v3較以前的版本發(fā)生了如下的變化：較以前的版本發(fā)生了如下的變化： l 地址空間擴(kuò)展到地址空間擴(kuò)展到32位；位；l 分開的當(dāng)前程序狀態(tài)寄存器分開的當(dāng)前程序狀態(tài)寄存器CPSR和程序狀態(tài)

53、和程序狀態(tài)寄存器寄存器SPSR；l 增加了兩種異常模式；增加了兩種異常模式；l 增加了增加了2個(gè)指令（個(gè)指令（MRS和和MSR；l 修改了過去用于從異常（修改了過去用于從異常（exception）返回的）返回的指令的功能。指令的功能。 版本版本v3 嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)*工程大學(xué)工程大學(xué)*工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系 體系結(jié)構(gòu)版本體系結(jié)構(gòu)版本v4是第一個(gè)具有全部正式定義的體系是第一個(gè)具有全部正式定義的體系結(jié)構(gòu)版本，它增加了有符號(hào)、無符號(hào)半字和有符號(hào)字結(jié)構(gòu)版本，它增加了有符號(hào)、無符號(hào)半字和有符號(hào)字節(jié)的加載節(jié)的加載/存儲(chǔ)指令，并為結(jié)構(gòu)定義的操作預(yù)留一些存儲(chǔ)指令，并為結(jié)構(gòu)

54、定義的操作預(yù)留一些SWI空間；引入了系統(tǒng)模式，并將幾個(gè)未使用指令空空間；引入了系統(tǒng)模式，并將幾個(gè)未使用指令空間的角落作為未定義指令使用。間的角落作為未定義指令使用。 在體系結(jié)構(gòu)版本在體系結(jié)構(gòu)版本4的變種版本的變種版本4T中，引入了中，引入了16位位Thumb壓縮形式的指令集。壓縮形式的指令集。 版本版本v4嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)*工程大學(xué)工程大學(xué)*工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系 與版本與版本v3相比，版本相比，版本4增加了下列指令：增加了下列指令： l 有符號(hào)、無符號(hào)的半字和有符號(hào)字節(jié)的有符號(hào)、無符號(hào)的半字和有符號(hào)字節(jié)的Load和和Store指令；指令；l 增加了增加了

55、T變種；變種；l 增加了處理器的特權(quán)模式。增加了處理器的特權(quán)模式。 版本版本v4 版本版本v4不再強(qiáng)制要求與不再強(qiáng)制要求與26位地址空間兼容，而且還位地址空間兼容，而且還清楚的指明了哪些指令將會(huì)引起未定義指令異常。清楚的指明了哪些指令將會(huì)引起未定義指令異常。 嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)*工程大學(xué)工程大學(xué)*工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系 體系結(jié)構(gòu)版本體系結(jié)構(gòu)版本v5通過增加一些指令以及對(duì)現(xiàn)有指令通過增加一些指令以及對(duì)現(xiàn)有指令的定義略作修改，對(duì)版本的定義略作修改，對(duì)版本v4進(jìn)行了擴(kuò)展。進(jìn)行了擴(kuò)展。 版本版本v5主要由兩個(gè)變種版本主要由兩個(gè)變種版本v5T和和v5TE組成。組成。

56、ARM10處理器是最早支持版本處理器是最早支持版本v5T（很快也會(huì)支持（很快也會(huì)支持v5TE版本）的處理器。版本）的處理器。 版本版本v5 嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)*工程大學(xué)工程大學(xué)*工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系 版本版本v5T是體系結(jié)構(gòu)版本是體系結(jié)構(gòu)版本4T的擴(kuò)展集，加入了的擴(kuò)展集，加入了BLX、CLZ和和BRK指令。指令。 為了簡化那些同時(shí)需要控制器和信號(hào)處理功能的系統(tǒng)為了簡化那些同時(shí)需要控制器和信號(hào)處理功能的系統(tǒng)設(shè)計(jì)任務(wù)，版本設(shè)計(jì)任務(wù)，版本v5TE在體系結(jié)構(gòu)版本在體系結(jié)構(gòu)版本v5T的基礎(chǔ)上增的基礎(chǔ)上增加了信號(hào)處理指令集，并首先在加了信號(hào)處理指令集，并首先在ARM9

57、E-S可綜合核中可綜合核中實(shí)現(xiàn)。實(shí)現(xiàn)。 版本版本v5 嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)*工程大學(xué)工程大學(xué)*工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系 版本版本v5主要有如下擴(kuò)展：主要有如下擴(kuò)展： l 提高了提高了T變種中變種中ARM/Thumb之間切換的效率；之間切換的效率；l 讓非讓非T變種和變種和T變種一樣，使用相同的代碼生成技術(shù)；變種一樣，使用相同的代碼生成技術(shù)；l 增加了一個(gè)計(jì)數(shù)前導(dǎo)零（增加了一個(gè)計(jì)數(shù)前導(dǎo)零（Count Leading Zeroes，CLZ）指）指令，該指令允許更有效的整數(shù)除法和中斷優(yōu)先程序；令，該指令允許更有效的整數(shù)除法和中斷優(yōu)先程序；l 增加了軟件斷點(diǎn)增加了軟件斷

58、點(diǎn)(BKPT)指令；指令；l 為協(xié)處理器設(shè)計(jì)提供了更多的可選則的指令；為協(xié)處理器設(shè)計(jì)提供了更多的可選則的指令；l 對(duì)由乘法指令如何設(shè)置條件碼標(biāo)志位進(jìn)行了嚴(yán)密的定義。對(duì)由乘法指令如何設(shè)置條件碼標(biāo)志位進(jìn)行了嚴(yán)密的定義。 版本版本v5 嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)*工程大學(xué)工程大學(xué)*工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系 ARM體系結(jié)構(gòu)版本體系結(jié)構(gòu)版本v6是是2001年發(fā)布的。年發(fā)布的。 新架構(gòu)版本新架構(gòu)版本v6在降低耗電量的同時(shí)，強(qiáng)化了圖形處理在降低耗電量的同時(shí)，強(qiáng)化了圖形處理性能。性能。 通過追加了能夠有效進(jìn)行多媒體處理的通過追加了能夠有效進(jìn)行多媒體處理的SIMD功能，功能，將其對(duì)語音

59、及圖像的處理功能提供到原機(jī)型的將其對(duì)語音及圖像的處理功能提供到原機(jī)型的4倍。倍。 版本版本v6首先在首先在2002年春季發(fā)布的年春季發(fā)布的ARM11處理器中處理器中使用。除此之外，版本使用。除此之外，版本v6還支持多種微處理器內(nèi)核。還支持多種微處理器內(nèi)核。 版本版本v6 嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)*工程大學(xué)工程大學(xué)*工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系A(chǔ)RM ARM 體系結(jié)構(gòu)更新體系結(jié)構(gòu)更新嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)*工程大學(xué)工程大學(xué)*工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)*工程大學(xué)工程大學(xué)*工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系

60、 Thumb指令集是指令集是ARM指令集的重編碼子集。指令集的重編碼子集。 Thumb指令（指令（16位位）是）是ARM指令（指令（32位位）的一半）的一半長，因此使得長，因此使得Thumb指令集可得到比指令集可得到比ARM指令集更高指令集更高的代碼密度，這對(duì)于降低產(chǎn)品成本是非常有意義的。的代碼密度，這對(duì)于降低產(chǎn)品成本是非常有意義的。 對(duì)于支持對(duì)于支持Thumb指令的指令的ARM體系版本，一般通過增體系版本，一般通過增加字符加字符T來表示（如來表示（如v4T）。）。 Thumb指令集（指令集（T變種）變種） 嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)*工程大學(xué)工程大學(xué)*工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系工程學(xué)院