嵌入式微处理器.doc
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1、嵌入式微处理器嵌入式微处理器2010-06-20 06:00嵌入式微处理器有许多种流行的处理器核,芯片生产厂家一般都基于这些处理器核生产不同型号的芯片。本节将主要介绍以下几种嵌入式处理器的架构,以及典型芯片制造商生产的芯片型号。1.ARM/StrongARM ARM(Advance RISC Machines)公司是全球领先的1 6/32位Rlsc微处理器知识产权设计供应商。ARM公司通过转让高性能、低成本、低功耗的RIsc微处理器、外围和系统芯片设计技术给合作伙伴,使他们能用这些技术来生产各具特色的芯片。ARM已成为移动通信、手持设备、多媒体数字消费嵌入式解决方案的RISC标准。ARM处理器
2、有三大特点:小体积、低功耗、低成本而高性能;16/32位双指令集;全球众多的合作伙伴。ARM处理器目前有5个系列产品:ARIM7、ARM9、ARM9E、ARMl0和SecurCore。其中ARM7是低功耗的32位核,最适合应用于对价位和功耗敏感的产品,它又分为应用于实时环境的ARM7TDMI、ARM7TDMI-s,以及适用于开放平台的ARM720T和适用于DsP运算及支持Java的ARM7EJ等。ARM7TDMI处理器是ARM7处理器系列成员之一,是目前应用最广的32位高性能嵌入式RlSC处理器。下面以ARM7TDMI为例,介绍ARM芯片的性能特性。(1)指令流水线ARM7TDMI使用流水线以
3、提高处理器指令的流动速度。流水线允许几个操作同时进行,以及处理和存储系统连续操作。ARM7TDMI使用3级流水线,因此,指令的执行分为3个阶段一取指、译码和执行。当正常操作时,在执行一条指令期间,其后续的一个指令进行译码,且第3条指令从存储器中取指令。(2)存储器访问ARM7TDMI核是冯诺依曼体系结构,使用单一32位数据总线传送指令和数据。只有加载、存储和交换指令可以访问存储器中的数据。数据可以是:8位(字节)、16位(半字)和32位(字)。字必须是4字节边界对齐,半字必须是2字节边界对齐。(3)存储器接口ARM7TDMI的存储器接口被设计成在使用存储器最少的情况下实现其潜能。速度的关键控制
4、信号是流水作业的,以允许在标准低功耗逻辑下实现系统控制功能。这些控制信号方便了许多片内和片外存储器技术支持快速突发(BURST)访问模式的开发。ARM7TDMI有4种存储周期的基本类型:空闲周期、非顺序周期、顺序周期和协处理器寄存器传送周期。(4)嵌入式ICE-RT逻辑嵌入式ICE-RT逻辑为ARM7TDMI核提供了集成的在片调试支持。可以使用嵌入式ICE-RT逻辑来编写断点或观察断点出现的条件。嵌入式ICE-RT逻辑包含调试通信通道(Debug Communications Channel,DCC)。DCC用于在目标和宿主调试器之间传送信息。嵌入式ICE-RT逻辑通过JTAG(Joint T
5、est Action Group)测试访问口进行控制。ARM7TDMI有2个指令集:32位ARM指令集和16位THUMB指令集。基于ARM处理器核的典型产品如下:Intel公司的SongARM的系列:SA-110、SA-1100、SA-1101、SA-1110、SA-1111Cirrus Logic公司的ARM系列:EP7209、EP721 1、EP7212、EP7312、EP9312、PS7500FE;Samsung公司的ARM系列:S3C44B0、S3C2400、S3C4510:Aplio公司的ARM系列:Aplio/TRIO;LinkUpSystems公司的ARM系列:L7200、L72
6、05;NETsillicon公司的ARM系列:NET+ARM;Triscend Corporation ARM的产品:A7。2.MIPS MIPS是Microprocessor without Interlocked Pipeline Stages的缩写,是一种处理器内核标准,它是由MIPS技术公司开发的。MIPS技术公司是一家设计制造高性能、高档次的嵌入式32位和64位处理器的厂商,在RISC处理器方面占有重要地位。MIPS公司设计RISC处理器始于20世纪80年代初;1986年推出R2000处理器;1988年推出R300(I处理器;1991年推出第款64位商用微处理器R4000之后,又陆续
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