ARM9系列处理器是英国ARM公司规划的干流嵌入式处理器，首要包含ARM9TDMI和ARM9E-S等系列。本文首要介绍它们与ARM7TDMI的结构以及功用比较。
以手机使用为例，2G手机只需供给语音及简略的文字短信功用，而现在的2．5G和未来的3G手机除了供给这两项功用外，还必须供给各种其他的使用功用。首要包含：(1)无线网络设备：手机上网、电子邮件及其他定位服务等功用；(2)PDA功用：含有用户操作体系(Windows CE、Symbian OS、Linux等)及其他功用；(3)高功用功用：音频播放器、视频电话、手机游戏等。在2．5G和3G的使用中ARM9现已全面代替了ARM7。因为ARM9的新特功用够满意各种新需求的一起削减产品研制时刻并下降研制费用。
新一代的ARM9处理器，经过全新的规划，选用了更多的晶体管，能够到达两倍以上于ARM7处理器的处理才能。这种处理才能的进步是经过添加时钟频率和削减指令履行周期完结的。
1 时钟频率的进步
ARM7处理器选用3级流水线，而ARM9选用5级流水线，如图1、2、3所示。添加的流水线规划进步了时钟频率和并行处理才能。5级流水线能够将每一个指令处理分配到5个时钟周期内，在每一个时钟周期内一起有5个指令在履行。在相同的加工工艺下，ARM9TDMI处理器的时钟频率是ARM7TDMI的1．8～2．2倍。
2 指令周期的改善
指令周期的改善关于处理器功用的进步有很大的协助。功用进步的起伏依赖于代码履行时指令的堆叠，这实际上是程序自身的问题。关于选用第一流的言语，一般来说，功用的进步在30％左右。
2．1 loads 指令矛n stores指令
指令周期数的改善最显着的是loads指令和stores指令。从ARM7到ARM9这两条指令的履行时刻削减了30％。指令周期的削减是因为ARM7和ARM9两种处理器内的两个根本的微处理结构不同所形成的。
(1)ARM9有独立的指令和数据存储器接口，答应处理器一起进行取指和读写数据。这叫作改善型哈佛结构。而ARM7只要数据存储器接口，它一起用来取指令和数据拜访。
(2)5级流水线引入了独立的存储器和写回流水线，别离用来拜访存储器和将成果写回寄存器。
以上两点完结了一个周期完结loads指令和stores指令。
2．2 互锁(interlocks)技能
当指令需求的数据因为曾经的指令没有履行完而没有准备好就会产生管道互锁。当管道互锁产生时，硬件会中止这个指令的履行，直到数据准备好停止。尽管这种技能会添加代码履行时刻，可是为初期的规划者供给了巨大的便利。编译器以及汇编程序员能够经过从头规划代码的次序或许其他方法来削减管道互锁的数量。
2．3 分枝指令
ARM9和ARM7的分枝指令周期是相同的。并且ARM9TDMI和ARM9E-S并没有对分枝指令进行猜测处理。
3 ARM9结构及特色
以ARM9E-S为例介绍ARM9处理器的首要结构及其特色。ARM9E-S的结构如图4所示。其首要特色如下：
(1)32bit定点RISC处理器，改善型ARM／Thumb代码交错，增强性乘法器规划。支撑实时(real-time)调试；
(2)片内指令和数据SRAM，并且指令和数据的存储器容量可调；
(3)片内指令和数据高速缓冲器(cache)容量从4K字节到1M字节；
(4)设置维护单元(protcction unit)，十分合适嵌入式使用中对存储器进行分段和维护；
(5)选用AMBA AHB总线接口，为外设供给一致的地址和数据总线；
(6)支撑外部协处理器，指令和数据总线有简略的握手信令支撑；
(7)支撑规范根本逻辑单元扫描测验方法学，并且支撑BIST(built-in-self-test)；
(8)支撑嵌入式盯梢宏单元，支撑实时盯梢指令和数据。
4 ARM9的典型使用
TI公司的OMAP730是最新的无线通讯基带信号处理器。该处理器是TI的GPRS Class 12通讯模块与专用于使用处理的ARM926通用处理器(GPP)的集成。因为GPP的速度可达200MHz，因而OMAP730具有两倍于上一代OMAP710处理器的使用处理功用。好像一切的OMAP处理器相同，OMAP730可支撑抢先的移动操作体系，其间包含Microsoft的智能电话与Pocket PC PhoneEdition、Svmbian OS与Series 60、Palm OS以及Linux。
TI OMAP730结构如图5所示。其间ARM926TEJ处理器的首要特性包含：(1)最高频率200MHz；(2)16KB指令高速缓存，8KB数据高速缓存；(3)硬件JAVA加快；(4)扩展多媒体指令集结构。
ARM微处理器是一种高功用、低功耗的32位微处器，它被广泛使用于嵌入式体系中。ARM9代表了ARM公司干流的处理器，现已在手持电话、机顶盒、数码像机、GPS、个人数字助理以及因特网设备等方面有了广泛的使用。
