ARM处理器是英国Acorn有限公司规划的低功耗本钱的第一款RISC微处理器。全称为Advanced RISC Machine。ARM处理器自身是32位规划,但也装备16位指令集,一般来讲比等价32位代码节约达35%,却能保存32位系统的一切优势。本文首要详解ARM7_ARM9和ARM11的差异,详细的跟从小编一起来了解一下。
ARM7_ARM9和ARM11的差异
1、时钟频率的进步
尽管内核架构相同,但ARM7处理器选用3级流水线的冯·诺伊曼结构;而ARM9选用5级流水线的哈佛结构,ARM11为8级流水线哈弗结构(从arm9开端都选用了哈弗结构)。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。在常用的芯片生产工艺 下,ARM7一般运转在100MHz左右,而ARM9则至少在200MHz以上.ARM11首要推出350M~500MHz时钟频率的内核, 现在上升到1GHz时钟频率。
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。
3、MMU(内存办理单元)
ARM7一般没有MMU(内存办理单元),(ARM720T有MMU)。
ARM9一般是有MMU的,ARM9940T只要MPU,不是一个完好的MMU。
ARM11当然也有MMU的。
这一条很重要,MMU单元是大型操作系统必需的硬件支撑,如LINUX;WINCE等。这便是说,ARM7一般只能运转小型的实时系统如UCOS-II,eCOS等,而ARM9无此约束,一般的操作系统都能够移植。其实即便ARM720T能支撑LINUX;WINCE等系统,也鲜有人用,因为以ARM7的运转速度跑这种大型操作系统,真实有点费劲。再者两者的使用范畴显着不同,也无此必要。
下面两个图:架构一幕了然。
4、在从ARM7到ARM9,ARM11的渠道改变过程中,有一件工作对错常值得幸亏的,即ARM9,ARM11能够地向后兼容ARM7上的软件;而且开发人员面临的编程模型和架构根底也保持一致。
下面图是一些特征比较:
ARM7_ARM9和ARM11详解
ARM7简介
ARM7系列包含ARM7TDMI、ARM7TDMI-S、带有高速缓存处理器宏单元的ARM720T。该系列处理器供给Thumb 16位紧缩指令集和EmbededICE软件调试方法,适用于更大规划的SoC规划中。ARM7TDMI依据ARM系统结构V4版别,是现在低端的ARM核。
ARM7处理器特色:
ARM7内核是0.9MIPS/MHz的三级流水线和冯·诺伊曼结构,能够将每一个指令处理分配到3个时钟周期内,在每一个时钟周期内一起有3个指令在履行。
互锁技能:
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自锁互锁。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间,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。
CPU内核:
小型、快速、低能耗、集成式RISC内核,用于移动通讯。
系统扩展:
以16位系统的本钱,供给32位RISC功用,特别注意的是它所需的内存容量十分小。
嵌入式ICE调试:
因为集成了类似于%&&&&&%E的CPU内核调试技能,所以原型规划和系统芯片的调试得到了极大的简化。
ARM9简介
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。
ARM9选用哈佛系统结构,指令和数据分属不同的总线,能够并行处理。在流水线上,ARM7是三级流水线,ARM9是五级流水线。因为结构不同,ARM7的履行功率低于ARM9。平常所说的ARM7、ARM9实际上指的是ARM7TDMI、ARM9TDMI软核,这种处理器软核并不带有MMU和cache,不能够运转比方linux这样的嵌入式操作系统。而ARM公司对这种架构进行了扩展,所以有了ARM710T、ARM720T、ARM920T、ARM922T等带有MMU和cache的处理器内核。
ARM9优势
1)时钟频率的进步
尽管ARM7和ARM9内核架构相同,但ARM7处理器选用3级流水线的冯·诺伊曼结构;,而ARM9选用5级流水线的哈佛结构。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。在常用的芯片生产工艺下,ARM7一般运转在100MHz左右,而ARM9则至少在200MHz以上。
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。
3)MMU(内存办理单元)
ARM7一般没有MMU(内存办理单元),(ARM720T有MMU)。
ARM9一般是有MMU的,ARM9940T只要MPU ,不是一个完好的MMU。
ARM11简介
ARM11系列微处理器是ARM公司近年推出的新一代RISC处理器,它是ARM新指令架构——ARMv6的第一代规划完成。该系列首要有ARM1136J,ARM1156T2和ARM1176JZ三个内核类型,别离针对不同使用范畴。
ARM11系统结构
完成新一代微处理器的第一步便是缔结一个新的结构系统。这儿所说的结构系统仅仅对处理器行为进行描绘,并不包含详细地指定处理器是怎么被制作的。结构系统的界说供给了处理器和外界(操作系统,使用程序和调试支撑)的接口,从细节上说,处理器结构系统界说了指令集、编程形式和最近的存储器之间的接口。最新的ARM处理器架构—ARMv6,发布于2001年10月,它建立于曩昔十年ARM许多成功的结构系统根底上。同处理器的授权类似,ARM也向客户授权它的结构系统。比方,曾经Intel的XScale便是依据ARMv5TE的处理器。
ARM11处理器的内核特色
ARM11处理器是为了有用的供给高功用处理才能而规划的。在这儿需求着重的是,ARM并不是不能规划出运转在更高频率的处理器,而是,在处理器能供给超高功用的一起,还要确保功耗、面积的有用性。ARM11优异的流水线规划是这些功用的重要确保。
ARM11方针使用
ARMv6架构是依据下一代的消费类电子、无线设备、网络使用和轿车电子产品等需求而拟定的。ARM11的媒体处理才能和低功耗特色,特别适用于无线和消费类电子产品;其高数据吞吐量和高功用的结合十分合适网络处理使用;别的,也在实时功用和浮点处理等方面ARM11能够满意轿车电子使用的需求。能够预言,依据ARMv6系统结构的ARM11系列处理器将在上述范畴发挥巨大的效果。