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倍福具有多核处理器的第二代嵌入式控制器CX2000

归档日期:07-05       文本归类:嵌入式控制器      文章编辑:爱尚语录

  ??迄今为止,ARM体系结构共定义了6个版本,版本号分别为1—6。同时,各版本中还有一些变种,这里将某些特定功能称为ARM体系的某种变种(variant),例如支持Thumb指令集,称为T变种。长乘法指令(M变种),ARM媒体功能扩展(SIMD)变种,支持java的J变种,和增强功能的E变种。

  ??ARM7采用ARMV4T(Newman)结构,分为三级流水,空间统一的指令与数据Cache,平均功耗为0.6mW/MHz,时钟速度为66MHz,每条指令平均执行1.9个时钟周期。其中的ARM710,ARM720和ARM740为内带Cache的ARM核。具有如下特点:

  ??- 指令系统与ARM9系列、ARM9E系列和ARM10E系列兼容,便于用户的产品升级换代。

  ??- 主频最高可达130MIPS,高速的运算处理能力能胜任绝大多数的复杂应用。

  ?? ARM7系列微处理器的主要应用领域为:工业控制、Internet设备、网络和调制解调器设备、移动电话等多种多媒体和嵌入式应用。ARM7系列微处理器包括如下几种类型的核:ARM7TDMI、ARM7TDMI-S、ARM720T、ARM7EJ。其中,ARM7TMDI是目前使用最广泛的32位嵌入式RISC处理器,属低端ARM处理器核。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;

  ??从arm公司提供的ARM7 Data Sheet可以看出,ARM7属于结构比较简单的32位RISC体系结构,与一般的、采用五级流水线位RISC结构相比,简化了流水线的设计。这一方面限制了ARM7芯片性能的提升,另一方面使得ARM7的结构更加简单,不必考虑在多级流水线中需要解决的冲突、中断现场恢复等等复杂棘手的问题,有利于简化设计、提高设计的正确性、有效性。

  ??由于指令长度、格式的限制,在ARM7的一般指令中,只能够访问4位的寄存器空间,这和其他32位RISC体系结构中能够访问到5位、6位的寄存器空间又不同。ARM7通过特殊的模式转换方式,使得用户可以访问到其它的15个通用寄存器。

  ??ARM7所有的指令都是条件执行的。这在目前主流的32位RISC体系结构中并不多见。通过在指令中设置条件域,可以使得编译器有条件完成指令的条件执行功能,优化编译效果。另外,由于条件域的引入,使得在设计流水线的时候,必须考虑译码后的指令是否可以执行。

  ??ARM7中的所有指令,除了访存指令之外,都是基于寄存器进行操作的,这是典型的RISC设计思路。

  ??arm体系的变种:将某些特定功能称为arm体系的某种变种(variant)

  ??#T变种(Thumb指令集)表示Thumb,该内核可从16位指令集扩充到32位ARM指令集。

  ??#D:表示Debug,该内核中放置了用于调试的结构,通常它为一个边界扫描链jtag,可使cpu进入调试模式,从而可方便地进行断点设置、单步调试。

  ??#I表示Embeddedice Logic,用于实现断点观测及变量观测的逻辑电路部分,其中的TAP控制器可接入到边界扫描链。

  ??#SIMD变种(arm媒体功能扩展)单指令流多数据流(SIMD)能力使得软件更有效地完成高性能的媒体应用像声音和图像编码器。

  ??#ARM指令集版本号后为表示所含变种的字符。由于在ARM体系版本4以后,M变种成为系统的标准功能,字符M通常不需要列出来。

  ??#最后使用的字符x表示排除某种写功能。比如,在早期的一些E变种中,未包含双字读取指令LDRD、双字写入指令STRD、协处理器的寄存器传输指令MCRR/MRRC以及cache预取指令PLD。这种E变种记作ExP,其中x表示缺少,P代表上述的几种指令。如ARMv3M,ARMv5xM,ARMv6等

  ?? ARM9E系列微处理器为可综合处理器,使用单一的处理器内核提供了微控制器、dsp、java应用系统的解决方案,极大的减少了芯片的面积和系统的复杂程度。ARM9E系列微处理器提供了增强的dsp处理能力,很适合于那些需要同时使用dsp和微控制器的应用场合。

  ?? ARM9E系列微处理器的主要特点如下: - 支持dsp指令集,适合于需要高速数字信号处理的场合。 - 5级整数流水线,指令执行效率更高。 - 支持32位ARM指令集和16位Thumb指令集。 - 支持32位的高速amba总线接口。 - 支持VFP9浮点处理协处理器。 - 全性能的mmu,支持Windows CE、Linux、Palm OS等多种主流嵌入式操作系统。 - MPU支持实时操作系统。 - 支持数据Cache和指令Cache,具有更高的指令和数据处理能力。 - 主频最高可达300MIPS。 ARM9系列微处理器主要应用于下一代无线设备、数字消费品、成像设备、工业控制、存储设备和网络设备等领域。 ARM9E系列微处理器包含ARM926EJ-S、ARM946E-S和ARM966E-S三种类型,以适用于不同的应用场合。

  ??ARM10采用ARMV5T结构,六级流水处理,指令与数据分离的Cache结构。平均功耗为1000mW,时钟速度为300MHz,每条指令平均执行1.2个周期,其中ARM1020为带Cache的版本。ARM10TDMI:与所有ARM核在二进制级代码兼容,内带高速32X16MAC,预留dsp协处理器接口。其中的VFP10(矢量浮点单元)为七级流水结构。ARM1020T:ARM10TDMI+32K Caches+mmu结构,300MHz时钟,功耗为1W(2.0V供电)或00mW(1.5V供电)。指令Cache和数据Cache分别为32K,宽度为64bits。能够技术多种商用操作系统。适用于下一代高性能手持式因特网设备及数字式消费类应用。

  ??ARM10E系列微处理器具有高性能、低功耗的特点,由于采用了新的体系结构,与同等的ARM9器件相比较,在同样的时钟频率下,性能提高了近50%,同时,ARM10E系列微处理器采用了两种先进的节能方式,使其功耗极低。 ARM10E系列微处理器的主要特点如下: - 支持dsp指令集,适合于需要高速数字信号处理的场合。 - 6级整数流水线,指令执行效率更高。 - 支持32位ARM指令集和16位Thumb指令集。 - 支持32位的高速amba总线接口。 - 支持VFP10浮点处理协处理器。 - 全性能的mmu,支持Windows CE、Linux、Palm OS等多种主流嵌入式操作系统。 - 支持数据Cache和指令Cache,具有更高的指令和数据处理能力 - 主频最高可达400MIPS。 - 内嵌并行读/写操作部件。 ARM10E系列微处理器主要应用于下一代无线设备、数字消费品、成像设备、工业控制、通信和信息系统等领域。 ARM10E系列微处理器包含ARM1020E、ARM1022E和ARM1026EJ-S三种类型,以适用于不同的应用场合。??

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