ARM的CPU分類.

1、ZT： arm cpu的架構(gòu)及分類說(shuō)明今天在編譯 mplayer for mx27ads 的時(shí)候， 碰到了 armv5te與armv6優(yōu)化的問(wèn)題。默認(rèn)的交叉編譯器支持 armv5te也支持armv6，就默認(rèn)使用了 mplayer中mpeg4的 armv6解碼代碼，結(jié)果在 mx27ads版上，播放mpeg4視頻時(shí)顏色空間轉(zhuǎn)換出錯(cuò)。對(duì)比X86后總算找到了這個(gè)問(wèn)題，順手根據(jù) ARM!方資料和網(wǎng)上資料整理了一篇arm cpu的架構(gòu)及分類說(shuō)明。ARM微處理器系列ARM微處理器目前包括下面幾個(gè)系列，以及其它廠商基于 ARM體系結(jié)構(gòu)的處理器，除了具有ARM體系結(jié)構(gòu)的共同特點(diǎn)以外，每一個(gè)系列的 ARM微處理器

2、都有各自的特點(diǎn)和應(yīng)用領(lǐng)域。ARM7 系列 ARM9 系列 ARM9E系列ARM10E 系列ARM11系列Cortex 系列SecurCore 系列 Op timoDE Data EnginesXcale其中，ARM7 ARM9 ARM9E和ARM10為4個(gè)通用處理器系列，每一個(gè)系列提供一套相對(duì)獨(dú)特的性能來(lái)滿足不同應(yīng)用領(lǐng)域的需求。SecurCore系列專門為安全要求較高的應(yīng)用而設(shè)計(jì)。以下我們來(lái)詳細(xì)了解一下各種處理器的特點(diǎn)及應(yīng)用領(lǐng)域。ARM系歹yARM7系列微處理器為低功耗的32位RISC處理器，最適合用于對(duì)價(jià)位和功耗要 求較高的消費(fèi)類應(yīng)用。ARM7微處理器系列具有如下特點(diǎn):具有嵌入式ICE RT

3、邏輯，調(diào)試開(kāi)發(fā)方便。極低的功耗，適合對(duì)功耗要求較高的應(yīng)用，如便攜式產(chǎn)品。能夠提供0.9MIPS/MHz的三級(jí)流水線結(jié)構(gòu)。代碼密度高并兼容16位的Thumb指令集。對(duì)操作系統(tǒng)的支持廣泛，包括 Windows CE、Linux、Palm OS等。指令系統(tǒng)與ARM9系列、ARM9E系列和ARM10E系列兼容，便于用戶的產(chǎn)品 升級(jí)換代。主頻最高可達(dá)130MIPS,高速的運(yùn)算處理能力能勝任絕大多數(shù)的復(fù)雜應(yīng)用。ARM7系列微處理器的主要應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)椋汗I(yè)控制、In ternet 設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)和調(diào)制解調(diào)器設(shè)備、移動(dòng)電話等多種多媒體和嵌入式應(yīng)用。ARM7系列微處理器包括如下幾種類型的核：ARM7TDMI ARM7

4、TDMI-SARM720T ARM7EJ其中，ARM7TMD是目前使用最廣泛的 32位嵌入式RISC處理器，屬低端ARM處理器核。TDMI的基本含義為:T：支持16為壓縮指令集Thumb;D:支持片上Debug; ARM應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)詳解基于 S3C4510B勺系統(tǒng)設(shè)計(jì)3M內(nèi)嵌硬件乘法器(Multiplier)I :嵌入式ICE，支持片上斷點(diǎn)和調(diào)試點(diǎn);Sams ung公司的S3C4510B即屬于該系列的處理器。衛(wèi) TWuibVIIlMinI-I-' II.L卜41-AhM隹 J iARM系歹yARM9系列微處理器在高性能和低功耗特性方面提供最佳的性能。具有以下特點(diǎn):-5級(jí)整數(shù)流水線，指令

5、執(zhí)行效率更高。提供1.1MIPS/MHz的哈佛結(jié)構(gòu)。支持32位ARM指令集和16位Thumb指令集。支持32位的高速AMBA總線接口。-全性能的MMU支持 Windows CE、Linux、Palm OS等多種主流嵌入式操作系統(tǒng)。-MPU支持實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)。支持?jǐn)?shù)據(jù)Cache和指令Cache,具有更高的指令和數(shù)據(jù)處理能力。ARM9系列微處理器主要應(yīng)用于無(wú)線設(shè)備、儀器儀表、安全系統(tǒng)、機(jī)頂盒、高端打 印機(jī)、數(shù)字照相機(jī)和數(shù)字?jǐn)z像機(jī)等。ARM9系列微處理器包含 的應(yīng)用場(chǎng)合。 IItTfI IH vrii I II larrJ P |*腫 1iAUheT«1|DtkUARM920T ARM922

6、T和ARM940T三種類型，以適用于不同ARM9E系 列ARM9E系列微處理器為可綜合處理器，使用單一的處理器內(nèi)核提供了微控制器、DSP JavaARM9E系 列應(yīng)用系統(tǒng)的解決方案，極大的減少了芯片的面積和系統(tǒng)的復(fù)雜程度。 微處理器提供了 增強(qiáng)的DSP處理能力，很適合于那些需要同時(shí)使用 DSP和微控制器的應(yīng)用場(chǎng) 合合。ARM9E系列微處理器的主要特點(diǎn)如下:支持DSP指令集，適合于需要高速數(shù)字信號(hào)處理的場(chǎng)合。-5級(jí)整數(shù)流水線，指令執(zhí)行效率更高。支持32位ARM指令集和16位Thumb指令集。支持32位的高速AMBA總線接口。支持VFP9浮點(diǎn)處理協(xié)處理器。-全性能的MMU支持 Windows CE

7、、Linux、Palm OS等多種主流嵌入式操作系統(tǒng)。-MPU支持實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)。支持?jǐn)?shù)據(jù)Cache和指令Cache,具有更高的指令和數(shù)據(jù)處理能力。主頻最高可達(dá)300MIPS。ARM9系列微處理器主要應(yīng)用于下一代無(wú)線設(shè)備、數(shù)字消費(fèi)品、成像設(shè)備、工業(yè)控 制、存儲(chǔ)設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等領(lǐng)域。ARM9E系列微處理器包含 ARM926EJ-S ARM946E-S和ARM966E-S三種類型，以 適用于不同的應(yīng)用場(chǎng)合。-6級(jí)整數(shù)流水線，指令執(zhí)行效率更高。支持32位ARM指令集和16位Thumb指令集。支持32位的高速AMBA總線接口。支持VFP10浮點(diǎn)處理協(xié)處理器。-全性能的MMU支持 Windows CE、L

8、inux、Palm OS等多種主流嵌入式操作系統(tǒng)。支持?jǐn)?shù)據(jù)Cache和指令Cache,具有更高的指令和數(shù)據(jù)處理能力主頻最高可達(dá)400MIPS。內(nèi)嵌并行讀/寫操作部件。ARM10E系列微處理器主要應(yīng)用于下一代無(wú)線設(shè)備、數(shù)字消費(fèi)品、成像設(shè)備、工業(yè) 控制、通信和信息系統(tǒng)等領(lǐng)域。ARM10E系列微處理器包含 ARM1020E ARM1022和 ARM1026EJ-S三種類型，以適 用于不同的應(yīng)用場(chǎng)合。ARMv疎構(gòu)通過(guò)以下幾點(diǎn)來(lái)增強(qiáng)處理器的性能:-多媒體處理擴(kuò)展使MPEG編碼/解碼加快一倍音頻處理加快一倍-增強(qiáng)的Cache結(jié)構(gòu)實(shí)地址Cache減少Cache的刷新和重載減少上下文切換的開(kāi)銷-增強(qiáng)的異常和中

9、斷處理使實(shí)時(shí)任務(wù)的處理更加迅速=支持Unaligned和Mixed-endian數(shù)據(jù)訪問(wèn)使數(shù)據(jù)共享、軟件移植更簡(jiǎn)單，也有利于節(jié)省存儲(chǔ)器空間 對(duì)絕大多數(shù)應(yīng)用來(lái)說(shuō)，ARMve保持了 100%勺二進(jìn)制向下兼容，使用戶過(guò)去開(kāi)發(fā)的程 序可以進(jìn)一步繼承下去。ARMv6保持了所有過(guò)去架構(gòu)中的T （Thumb旨令）和E （DSP指令）擴(kuò)展，使代碼壓縮和 DSP處理特點(diǎn)得到延續(xù)；為了加速 Java代碼執(zhí) 行速度的ARM Jazalle技術(shù)也繼續(xù)在ARMv疎構(gòu)中發(fā)揮重要作用。ARM1處理器是為了有效的提供高性能處理能力而設(shè)計(jì)的。在這里需要強(qiáng)調(diào)的是， ARM不是不能設(shè)計(jì)出運(yùn)行在更高頻率的處理器，而是，在處理器能提供

10、超高性能 的同時(shí)，還要保證功耗、面積的有效性。 ARM1優(yōu)秀的流水線設(shè)計(jì)是這些功能的重 要保證。R d4ii T 巴th» hr Mr-rU益(ri - -J "MH 11 H-hillUH I V 1*lH I.wniriF Fr-.Ji4 - H:i*"t(«Cortex系列新的ARM Cortex處理器系列包括了 ARMv7架構(gòu)的所有系列，含有面向復(fù)雜操作系 統(tǒng)、實(shí)時(shí)的和微控制器應(yīng)用的多種處理器。ARM Cortex-A系列是針對(duì)日益增長(zhǎng)的，運(yùn)行包括Linux、Windows CE和 Symbian在內(nèi)的操作系統(tǒng)的消費(fèi)者娛樂(lè)和無(wú)線 產(chǎn)品設(shè)計(jì)的；AR

11、M Cortex-R系列針對(duì)的是需要運(yùn)行實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行控制應(yīng)用 的系統(tǒng)，包括有汽車電子、網(wǎng)絡(luò)和影像系統(tǒng)；ARM Cortex-M系列則是為那些對(duì)開(kāi)發(fā)費(fèi)用非常敏感同時(shí)對(duì)性能要求不斷增加的嵌入式應(yīng)用所設(shè)計(jì)的ARM Cortex-M系列支持Thumb-2指令集，它是Thumb指令集的擴(kuò)展集，可以執(zhí)行 所有已存的為早期的處理器編寫的代碼。通過(guò)一個(gè)前向的轉(zhuǎn)換方式，為ARMCortex-M系列處理器所寫的用戶代碼可以與 ARM Cortex-R系列微處理器完全兼 容。ARM Cortex-M系列系統(tǒng)代碼（例如實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)可以很容易地移植到基于ARMCortex-R系列的系統(tǒng)。ARM Cortex-A和

12、-R系列處理器還支持 ARM 32位指令集， 向后完全兼容早期的ARM處理器，包括從1995年發(fā)布的ARM7TDMt理器到最近的 ARM1處理器系列。在命名方式上，基于ARMv7架構(gòu)的ARM處理器已經(jīng)不再延用過(guò)去的數(shù)字命名方式, 而是冠以Cortex的代號(hào)?；趘7A的稱為"Cortex-A系列"，基于v7R的稱為 "Cortex-R 系列"，基于 v7M的稱為"Cortex-M3"。Cortex-M系列處理器主要包含 ARM Cortex-M1, ARM Cortex-M3兩款處理器。Cortex-R系列處理器目前包括 ARM Co

13、rtex-R4和ARM Cortex-R4F兩個(gè)型號(hào)，主要 適用于實(shí)時(shí)系統(tǒng)的嵌入式處理器。Cortex-A 系列處理器目前包括 ARM Cortex-A8, ARM Cortex-A9-MP Core, ARM Cortex-A9-S in gle Core P rocessor。Fit Wj* hriiv ryUnriK jU*AftHKjurtun AV WK 才* EJblHtJurhii MA常nrlEi -.-ILjTiS. Jl I . _r gI J： *SecurCore 系列SecurCore系列微處理器專為安全需要而設(shè)計(jì)，提供了完善的32安全解決方案，位RISC技術(shù)的因此，

14、SecurCore系列微處理器除了具有ARM體系結(jié)構(gòu)的低功耗、 外，還具有其獨(dú)特高性能的特點(diǎn)的優(yōu)勢(shì)，即提供了對(duì)安全解決方案的支持。SecurCore系列微處理器除了具有ARM體系結(jié)構(gòu)各種主要特點(diǎn)外, 方面具有如下還在系統(tǒng)安全的特點(diǎn):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。采用軟內(nèi)核技術(shù)，防止外部對(duì)其進(jìn)行掃描探測(cè)?？杉捎脩糇约旱陌踩匦院推渌麉f(xié)處理器。SecurCore系列微處理器主要應(yīng)用于一些對(duì)安全性要求較高的應(yīng)用產(chǎn)品及應(yīng)用系 統(tǒng)，如電子商務(wù)、電子政務(wù)、電子銀行業(yè)務(wù)、網(wǎng)絡(luò)和認(rèn)證系統(tǒng)等領(lǐng)域。SecurCore 系列微處理器包含 SecurCore SC100、SecurCore S

15、C110、SecurCore SC200和 SecurCoreSC210四種類型，以適用于不同的應(yīng)用場(chǎng)合。7“iIhhh1IhiiI 心rvLh*i millPHrKIDDPl 崎riTOp timoDE Data EnginesARM勺 OptimoDE Data Engine 是許可使用的 IP，數(shù)據(jù)路徑函數(shù)資源庫(kù)以及具有各種并行機(jī)制和性能的預(yù)配置微結(jié)構(gòu)。位于高性能嵌入式信號(hào)處理應(yīng)用，開(kāi)發(fā)者能夠使用它作為單機(jī)處理器或具有微處理 器核的設(shè)計(jì)中。它支持并行性、虛擬無(wú)限的數(shù)據(jù)路徑配置（包括混合寬度）、用戶 擴(kuò)展以及訪問(wèn)固定功能或可編它具有一個(gè)相關(guān)工具環(huán)境、一個(gè)Op timoDE定程的數(shù)據(jù)引擎。O

16、ptimoDE Data Engine與ARM勺DSP接口規(guī)范兼容，這種接口規(guī) 范規(guī)定了核與核之間基于郵箱的指令控制訊息和大量數(shù)據(jù)傳送的接口、糾錯(cuò)和追蹤 接口以及多核糾錯(cuò)協(xié)議、還有針對(duì)處理器交互通信的軟件API。通過(guò)支持可編程性能，OptimoDE設(shè)計(jì)流程使設(shè)計(jì)者能夠凍結(jié)Data Engine的 結(jié)構(gòu)，繼續(xù)通過(guò)軟件改變來(lái)調(diào)整算法。這種方法使具有相似要求的多個(gè)算法能夠使 用同樣的Data Engine硬件。在開(kāi)發(fā)者將設(shè)計(jì)提交給工廠或者批量供應(yīng)后，他們還 能重新編程OptimoDE Data Engine，重新生成代碼來(lái)包容增加的設(shè)計(jì)改進(jìn)或替代 算法，而不用改變底層的硬件結(jié)構(gòu)。工具環(huán)境使設(shè)計(jì)者能夠

17、配置和擴(kuò)展數(shù)據(jù)路徑資源單元的類型和數(shù)目。設(shè)計(jì)者還 能配置本地存儲(chǔ)的類型和大小以及交互連接的級(jí)別。arms供一個(gè)C編譯器和性能分析工具，開(kāi)發(fā)者使用它們用 C或C+來(lái)對(duì)OptimoDE Data Engine進(jìn)行編程。一 旦數(shù)據(jù)引擎在一個(gè)設(shè)計(jì)中組合應(yīng)用，Op timoDE工具環(huán)境就能夠自動(dòng)生成仿真模 型，設(shè)計(jì)者使用它可以驗(yàn)證集成過(guò)程。OptimoDE Data Engine具有AMBAft容特性并能和ARM勺多種系統(tǒng)IP 一起工作。Xscale系列Xscale處理器是基于ARMV5TE體系結(jié)構(gòu)的解決方案，是一款全性能、高性價(jià)比、低功耗的處理器。它支持16位的Thumb指令和DSP指令集，已使用在數(shù)字 移動(dòng)電話、個(gè)人數(shù)字助理和網(wǎng)絡(luò)產(chǎn) 品等場(chǎng)合。Xscale處理器是以前In tel主要推廣的一款A(yù)RM微處理器.但在2006年11月8日，Marvell完成了對(duì)英特爾公司手機(jī)和應(yīng)用處理器業(yè)務(wù)部門的收購(gòu)。根據(jù)該項(xiàng) 收購(gòu)協(xié)議，英特爾將在2008年6月前為Marvell制造和供應(yīng)芯片.5* * lU ilr tMiiwvIfJUW46Ftp斗>J -I. iNE_ .iriARM10系列ARM10E系列微處理器具有高性能、低功耗的特點(diǎn)，由于采用了新的體系結(jié)構(gòu), 與同等的ARM9器件相比較，在同