嵌入式arm結(jié)構(gòu)修正版第二章(文件)
【正文】 程序中返回 中斷向量表中指定了各異常中斷與其處理程序的對應(yīng)關(guān)系 。 異常中斷的優(yōu)先級 一 ARM的組織 一 ARM的組織 ARM典型流水線技術(shù)簡介 1） ARM的 3級流水線介紹 到 ARM7為止的 ARM處理器使用的簡單 3級流水線分別為 ： 取指級 ； 譯碼級 ； 執(zhí)行級 ； ARM的組織 2） ARM 3級流水線下 PC的行為 在 3級流水線的執(zhí)行過程中，當(dāng)通過 R15寄存器直接訪問 PC時，必須考慮到此時流水線的執(zhí)行過程的真實(shí)情況 三級流水線的 PC行為 三級流水線 ARM的組織 使用 5級流水線的 ARM處理器包含下面 5個流水線級 ： 取指 譯碼 執(zhí)行 緩沖 \數(shù)據(jù) 回寫 五級流水線 ARM的組織 一 多級存儲器使它包括一個容量小但速度快的從存儲器和一個容量大但速度慢的主存儲器 ， 根據(jù)典型程序的實(shí)驗(yàn)統(tǒng)計(jì) ， 這個存儲器系統(tǒng)的外部行為在絕大部分時間象一個即大又快的存儲器 。 16位有符號和無符號半字 ， 它們以兩字節(jié)的邊界定位 。 簡單的 ARM核提供板級協(xié)處理器接口 ， 因此協(xié)處理器可以作為一個獨(dú)立的元件接入 。 ARM協(xié)處理器 先進(jìn)的微控制器總線體系結(jié)構(gòu) AMBA是 ARM公司公布的總線標(biāo)準(zhǔn) AHB（ Advanced Highperformance Bus） ： 用于連接高性能系統(tǒng)模塊 。 ARM片上總線 AMBA 嵌入式調(diào)試 調(diào)試處理器核 ARM調(diào)試硬件 EmbeddedICE ARM的調(diào)試結(jié)構(gòu) 在高性能的 32位嵌入式 SoC設(shè)計(jì)中，幾乎都是以 ARM作為處理器核。 ARM7： 32位 ARM體系結(jié)構(gòu) 4T版本； T： “Thumb”16位壓縮指令集； D： 支持片上 Debug（ 調(diào)試 ） ， 使處理器能夠停止以響應(yīng)調(diào)試請求； M： 增強(qiáng)型 Multiplier， 與前代相比具有較高的性能且產(chǎn)生 64位的結(jié)果； I： “EmbeddedICE”硬件以支持片上斷點(diǎn)和觀察點(diǎn)。各接口信號包括接口信號和接口控制信號 ARM7TDMI核的外圍硬件接口信號圖 ARM7系列核介紹 3）綜合的 ARM7TDMIARM7TDMI－ S ARM7TDMI－ S是 ARM7TDMI的一個可綜合的版本，它是以高級語言描述的 “ 軟 ” IP核，可以根據(jù)用戶選擇的目標(biāo)工藝的單元庫來進(jìn)行邏輯綜合和物理實(shí)現(xiàn)，它比 “ 硬 ” 的 IP核更易于轉(zhuǎn)移到新的工藝技術(shù)上實(shí)現(xiàn)。當(dāng)需要實(shí)現(xiàn)高性能時，具有簡單存儲器系統(tǒng)單純的ARM7TDMI已不能滿足，系統(tǒng)的復(fù)雜程度必然要增加。 ARM9TDMI的性能在相同工藝條件下近似達(dá)到 ARM7TDMI兩倍 1） ARM9TDMI技術(shù)特點(diǎn) 支持 Thumb指令集； 含有 EmbeddedICE模塊支持片上調(diào)試； 通過采用 5級流水線以增加最高時鐘速率； 分開的指令與數(shù)據(jù)存儲器端口以改善 CPI， 提高處理器性能。 ARM9TDMI與 StrongARM核 的 主 要 區(qū) 別 在 于StrongARM有一個與寄存器讀出級并行操作的專用的轉(zhuǎn)移加法器進(jìn)行轉(zhuǎn)移地址計(jì)算 ， 而 ARM9TDMI使用數(shù)據(jù)路徑中的 ALU來計(jì)算轉(zhuǎn)移目標(biāo)地址 。 ARM10系列核 1995年， ARM、 Apple、 DEC公司聯(lián)合聲明將開發(fā)一種應(yīng)用于 PDA的高性能、低功耗、基于 ARM體系結(jié)構(gòu)的 StrongARM微處理器。對于數(shù)字信號處理性能要求很高的應(yīng)用來說 ，StrongARM的高速乘法器有很大的潛力 。 指令譯碼及寄存器讀；轉(zhuǎn)移目標(biāo)計(jì)算及執(zhí)行 。 StrongARM和 XScale系列核 StrongARM處理器流水線的特點(diǎn) 要在一個周期內(nèi)完成寄存器控制的移位和基址加變址尋址存儲操作 ， 寄存器需要有三個讀端口 。 StrongARM和 XScale系列核 Intel XScale 系列處理器核是基于ARMv5TE體系結(jié)構(gòu)的 ， 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)品全面解決方案 ， 支持 16位 Thumb指令和 DSP擴(kuò)充 。 可集成用戶自己的安全特性和其他協(xié)處理器。 Amdahl定律定義了加速比： 加速比＝采用改進(jìn)措施后性能／未采用改進(jìn)措施前 ＝未采用改進(jìn)措施前執(zhí)行某任務(wù)時間／采用改進(jìn)措施后執(zhí)行某任務(wù)的時間 n個處理器加速因子 S=n/[1+(n1)f]:f為非平行百分比， n越大， S不能超過 1/f 設(shè)系統(tǒng)中某部件改進(jìn)后運(yùn)行速度提高了10倍，而該部件原運(yùn)行時間占整個系統(tǒng)運(yùn)行時間的 40％，那么，采用改進(jìn)措施后會對整個系統(tǒng)的性能提高多少？ 解： Fe ＝ 40％＝ ， Se＝ 10 根據(jù) Amdahl定律 Sn＝ 1/(1 Fe+ Fe/Se)=1/(+)= 即，采用改進(jìn)措施后，整個系統(tǒng)的速度提高了 演講完畢，謝謝觀看！ 。 描述：系統(tǒng)優(yōu)化某部件所獲得的系統(tǒng)性能的改善程度，取決于該部件被使用的頻率，或所占總執(zhí)行時間的比例。 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 。 執(zhí)行級的地址增值器支持多裝入 （ load） /存儲 （ store） 指令 。 數(shù)據(jù) Cache訪問 結(jié)果寫回到寄存器文件 寄存器前推通路將中間結(jié)果傳給下一條指令 ，以避免讀后寫冒險(xiǎn)引起的寄存器互鎖停頓 。（沒有實(shí)現(xiàn)器件內(nèi)部電路測試的 JTAG“intest”指令）。 StrongARM的乘法部件很有特色 。 ARM1020E/ARM10200是基于ARM10TDMI核設(shè)計(jì)的高性能 CPU核。 ARM9TDMI與 StrongARM核的主要區(qū)別在于 StrongARM有一個與寄存器讀出級并行操作的專用的轉(zhuǎn)移加法器進(jìn)行轉(zhuǎn)移地址計(jì)算 ， 而 ARM9TDMI使用數(shù)據(jù)路徑中的ALU來計(jì)算轉(zhuǎn)移目標(biāo)地址 。 ARM7系列核介紹 ARM8核是從 1993年到 1996年開發(fā)的，并開發(fā)了具有片上 Cache及存儲器管理單元高性能 ARM CPU芯片以滿足比 ARM7的 3級流水線更高性能的ARM核的需求。同時 ARM7TDMI－ S在綜合過程中存在支持關(guān)于處理器核功能的選項(xiàng)，這些選項(xiàng)會導(dǎo)致綜合出處理器核較小而且的功能有所下降。 廣泛的 ARM 和第三方支持，并與 ARM9 Thum
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