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ARM一些内核的联系与区别

标有ARM内核的处理器大概有千种以上,这里不做介绍。下面主要对各类ARM处理器的几个重要版本内核做一个简要介绍。

1.ARM7处理器

ARM7处理器采用了ARMV4T(冯·诺依曼)体系结构,这种体系结构将程序指令存储器和数据存储器合并在一起。主要特点就是程序和数据***用一个存储空间,程序指令存储地址和存储数据地址指向同一个存储器的不同物理位置,采用单一的地址及数据链路,程序指令和数据的宽度相同。这样,处理器在执行指令时,必须先从存储器总体来说ARM7体系结构具有三级流水、空间统一的指令与数据缓存、平均功耗为0.6mW/MHz、时钟速度为66MHz、每条指令平均执行1.9个时钟周期等特性。其中ARM710、ARM720和ARM740为内带Cache的ARM核。ARM7指令集同Thumb指令集扩展组合在一起,可以减轻内存容量和系统成本。同时,它还利用嵌入式ICE调试技术来简化系统设计,并用一个DSP增强扩展来提高性能。ARM7体系结构是小型、快速、低功耗、集成式的RISC内核结构。该产品的典型用途是数字蜂窝电话和硬盘驱动器等,目前主流的ARM7内核是ARM7TDMI、ARM7TDMI-S、ARM7EJ-S、ARM720T。现在市场上用得最多的ARM7处理器有三星公司的S3C44BOX与S3C4510处理器、Atmel公司的AT91FR40162系列处理器、Cirrus公司的EP73xx通常来说前两三年大部分手机基带部分的应用处理器基本上都以ARM7为主。还有很多的通信模块,如CDMA模块、GPRS模块和GPS模块中都带有ARM7处理器。

2.ARM9、ARM9E内存

ARM9内存采用ARMV4T(哈佛)体系结构。这种体系结构是一种将程序指令存储和数据存储分开的内存结构,是一个玩具系统结构。其主要特点是程序和数据存储位于不同的存储空间中,即程序存储器和数据存储器。它们是两个相互独立的存储器,每个存储器独立编址、独立访问。与工厂相对应的是系统中的两套进程,程序的数据进程和地址进程,数据的数据进程和地址进程。这种分离的程序进程和数据进程可允许在一个机器周期内同时获取指令字和操作数,从而提高了执行速度,使数据的吞吐量提高一倍。又由于程序和数据处理器位于两个分开的物理空间中,因而取指和执行能力完全重叠。ARM9采用五级流水处理及分离的Cache结构,平均功耗为0.7mW/MHz。时钟速度为120MHz~200MHz,每条指令平均执行1.5个时钟周期。与ARM7处理器系列类似,其中ARM920、ARM940和ARM9E处理器首先含有Cache的CPU核,性能为132MIPS(120MHz时钟,3.3V供电)或220MIPS(200MHz时钟)。ARM9处理器同时还配备Thumb指令扩展、调试和Harvard接口。在生产工艺相同的情况下,性能为ARM7TDMI处理器的倍数之多。常用于无线设备、仪器仪表、物联网设备、机顶盒设备、高端打印机及数码相机应用中。ARM9E内核是在ARM9内核的基础上增加了紧密连接器TCM及DSP部分。主要的ARM9内核是ARM920T、ARM922T、ARM940。

相关的处理器芯片有Samsung公司的S3C2510、Cirrus公司的EP93xx系列等。主流的ARM9E内核是ARM926EJ-S、ARM946E-S、ARM966E-S等。目前市场上常见的PDA,也就是说PocketPC中一般都是采用ARM9处理器,其中以三星公司的S3C2410处理器居多。

3.ARM10E处理器

ARM10E处理器采用ARMVST机身结构,可以分为六级流水处理,采用指令与数据分离的缓存结构,平均功耗1000mW,时钟速度为300MHz,每条指令平均执行1.2个时钟周期。ARM10TDMI与所有ARM核在二进制级代码中兼容,内带高速32×16 MAC,预留DSP协处理器接口。其中的VFP10(支持浮点单元)为七级流水结构。其中的ARM1020T处理器由ARMl0TDMI、32KB指令、DataCaches及MMU部分构成的。其系统时钟约为300MHz时钟,指令Cache和数据Cache分别为32KB,数据宽度为64位,能够支持多种操作系统,适用于下一代异构手持式设备及数字式消费类应用。主流的ARM10内核是ARM1020E、ARM1022E、ARM1026EJ

4.SecurCore处理器

SecurCore系列处理器提供了基于高性能的32位RISC技术的解决方案,该系列处理器安全体积小、功耗低、代码密度大和性能高等特点。另外特别的就是该系列处理器提供了安全解决方案的支持。采用软内核技术,提供了灵活的灵活性,以及??防止外部进行扫描,探测提供面向智能卡和存储的存储保护单元MPU,可以灵活地集成用户自己的安全特性和其他的协处理器,目前包含SC100、SC110、SC200、SC210 4种产品。

5 StrongARM处理器

StrongARM处理器采用ARMV4T的五级流水体系结构。目前有SA110、SA1100、SA1110等3个版本。另外Intel公司的基于ARMv5TE体系结构的XScale PXA27x系列处理器,与StrongARM相比增加了I/D Cache,并且加入了部分DSP功能,更适合于移动多媒体应用。目前市场上大部分智能手机的核心处理器就是XScale系列处理器。

6.ARM11处理器

ARM11处理器系列可以在采用130nm代工技术、小至2.2mm2芯片面积和低至0.24mW/MHz的前提下达到高达500MHz的性能表现。ARM11处理器系列以众多消费产品市场为目标,推出了新的技术,包括针对媒体处理的SIMD,进而提高安全性能的TrustZone技术,智能能源管理(IEM),以及需要非常高的、可升级的超过2600 Dhrystone 2.1 MIPS性能的系统多处理技术。主要的ARM11处理器有ARM1136JF-S、ARM1156T2F-S、ARM1176JZF-S、ARM11 MCORE等多种。

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