ARM9處理器與ARM7處理器比較

1、ARM9 處理器與 ARM7 處理器比較摘要處理器是世界上最流行的嵌入式處理器，廣泛應(yīng)用于個人通信等 嵌入式領(lǐng)域。7 處理器雖然功能強(qiáng)大，但是目前已經(jīng)幵始退出主流應(yīng)用領(lǐng)域，代替它的是性能更加強(qiáng)大的 9 系列處理器。介紹了 9 處理器與 7 處理器的不同之處，并且給出了 9 的應(yīng)用實(shí)例關(guān)鍵詞 97 流水線指令周期 9 系列處理器是英國公司設(shè)計的主流嵌入 式處理器，主要包括 9 和 9-等系列。本文主要介紹它們與 7 的結(jié)構(gòu)以及性能比較。以手機(jī)應(yīng)用為例，2 手機(jī)只需提供語音及簡單的文字短信功能，而目 前的 2.5 和未來的 3 手機(jī)除了提供這兩項(xiàng)功能外，還必須提供各種其他 的應(yīng)用功能。主要包括 1

2、 無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備手機(jī)上網(wǎng)、電子郵件及其他定位服務(wù)等功能； 2功能含有用戶操作系統(tǒng)、等及其他功能； 3 高性能功能音頻播放器、 視頻電話、手機(jī)游戲等。在 2. 5 和 3 的應(yīng)用中 9 已經(jīng)全面替代了 7。因?yàn)?9 的新特性能夠滿足各種新需求的同時減少產(chǎn)品研發(fā)時間并降低 研發(fā)費(fèi)用。新一代的 9 處理器，通過全新的設(shè)計，采用了更多的晶體管，能夠達(dá)到兩倍以上于 7 處理器的處理能力。這種處理能力的提高是通過增加時鐘頻率和減少指令執(zhí)行周期實(shí)現(xiàn) 的。1 時鐘頻率的提高 7 處理器采用 3 級流水線，而 9 采用 5 級流水線， 如圖 1、2、3 所示。增加的流水線設(shè)計提高了時鐘頻率和并行處理能力。5 級流

3、水線能夠?qū)⒚恳粋€指令處理分配到5 個時鐘周期內(nèi)，在每一個時鐘周期內(nèi)同時有 5 個指令在執(zhí)行。在同樣的加工工藝下，9 處理器的時鐘頻率是 7 的 1. 82. 2 倍。圖 1 、圖 2 和圖 32 指令周期的改進(jìn)指令周期的改進(jìn)對于處理器性能的 提高有很大的幫助。性能提高的幅度依賴于代碼執(zhí)行時指令的重疊，這實(shí)際上是程序本身 的問題。對于采用最高級的語言，一般來說，性能的提高在30左右。2. 1 指令矛指令指令周期數(shù)的改進(jìn)最明顯的是指令和指令。從 7 到 9 這兩條指令的執(zhí)行時間減少了 30。 指令周期的減少是由于 7和 9 兩種處理器內(nèi)的兩個基本的微處理結(jié)構(gòu) 不同所造成的。1 9 有獨(dú)立的指令和數(shù)

4、據(jù)存儲器接口， 允許處理器同時進(jìn)行取指和讀寫 數(shù)據(jù)。這叫作改進(jìn)型哈佛結(jié)構(gòu)。而 7 只有數(shù)據(jù)存儲器接口，它同時用來取指令和數(shù)據(jù)訪問25 級流水線引入了獨(dú)立的存儲器和寫回流水線， 分別用來訪問存儲器 和將結(jié)果寫回寄存器。以上兩點(diǎn)實(shí)現(xiàn)了一個周期完成指令和指令。22 互鎖技術(shù)當(dāng)指令需要的數(shù)據(jù)因?yàn)橐郧暗闹噶顩]有執(zhí)行完而沒有準(zhǔn) 備好就會產(chǎn)生管道互鎖。當(dāng)管道互鎖發(fā)生時，硬件會停止這個指令的執(zhí)行，直到數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好為 止。雖然這種技術(shù)會增加代碼執(zhí)行時間，但是為初期的設(shè)計者提供了巨大 的方便。編譯器以及匯編程序員可以通過重新設(shè)計代碼的順序或者其他方法 來減少管道互鎖的數(shù)量。23 分枝指令 9 和 7 的分枝指令周期

5、是相同的。而且 9 和 9-并沒有對分枝指令進(jìn)行預(yù)測處理。范文先生網(wǎng)收集整理 39 結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)以 9-為例介紹 9 處理器的主要結(jié) 構(gòu)及其特點(diǎn)。9-的結(jié)構(gòu)如圖 4 所示。其主要特點(diǎn)如下 132 定點(diǎn)處理器，改進(jìn)型代碼交織，增強(qiáng)性乘法器 設(shè)計。支持實(shí)時 -調(diào)試；2 片內(nèi)指令和數(shù)據(jù)，而且指令和數(shù)據(jù)的存儲器容量可 調(diào)；3 片內(nèi)指令和數(shù)據(jù)高速緩沖器容量從 4 字節(jié)到 1 字節(jié)；4 設(shè)置保 護(hù)單元，非常適合嵌入式應(yīng)用中對存儲器進(jìn)行分段和保護(hù)； 5 采用總線接 口，為外設(shè)提供統(tǒng)一的地址和數(shù)據(jù)總線； 6 支持外部協(xié)處理器，指令和數(shù) 據(jù)總線有簡單的握手信令支持；7 支持標(biāo)準(zhǔn)基本邏輯單元掃描測試方法學(xué)， 而且支持-；8 支持嵌入式跟蹤宏單元，支持實(shí)時跟蹤指令和數(shù)據(jù)。圖 549 的典型應(yīng)用公司的 730 是最新的無線通信基帶信號處理器。該處理器是的 12 通信模塊與專用于應(yīng)用處理的926 通用處理器的集成。由于的速度可達(dá) 200，因此 730 具有兩倍于上一代 710 處理器的應(yīng)用 處理性能。如同所有的處理器一樣，730 可支持領(lǐng)先的移動操作系統(tǒng)，其中包括 的智能電話與、與 60、以及。730 結(jié)構(gòu)如圖 5 所示。其中 926 處理器的主要特性包括 1 最高頻率 200 ;216 指令高速緩存，8 數(shù)據(jù)高速緩存；3 硬件加速；4 擴(kuò)展多媒體指令集結(jié)