嵌入式系統(tǒng)概述及ARM系列微處理器簡介

嵌入式系統(tǒng)概述及ARM系列微處理器簡介第1頁/共86頁第1章嵌入式系統(tǒng)概述

及ARM系列微處理器簡介

第2頁/共86頁航天工程的先驅(qū)、美國加州理工學院的馮·卡門教授：

科學家研究已有的世界，工程師創(chuàng)造未有的世界

一個人的能力

不在于學會了多少知識

而在于學會了使用多少知識2023/4/23第3頁/共86頁愛逃課、愛淘課世界一流大學的公開課課程要求MIT算法導論8`~17`Stanford人與計算機的互動（開始）Stanford編程方法學16-21-28只有提早覺醒的大學生才能找到好工作！/s/blog_5e8facd20100cpc3.html第4頁/共86頁筆試（開卷或閉卷），成績按照考試60~70％，平時及實驗30~40％計算。出勤率10%(具有否決權(quán))作業(yè)10%實驗和實驗報告10%~20%(具有否決權(quán))AcademicHonesty.au/cgi-bin/WebObjects/Courses.woa/wa/selectUnitFromCourseDetails?courseID=14033&idunit=30939&strUnitOutlineSelect=ucQCF157%7Cuv1%7Cov51%7Cct13TP1%7Csn2011%7Cui第5頁/共86頁1.1嵌入式系統(tǒng)簡介

1.1.1嵌入式系統(tǒng)定義被稱為“嵌入式系統(tǒng)設(shè)計的第一本教科書”，由美國普林斯頓大學電子工程系教授WayneWolf編著的《ComputersasComponents：PrinciplesofEmbeddedComputingSystemDesign》一書中指出：“不嚴格地說，它是任意包含一個可編程計算機的設(shè)備，但這個設(shè)備不是作為通用計算機而設(shè)計的。因此，一臺個人電腦并不能稱之為嵌入式計算系統(tǒng)，…。但是，一臺包含了微處理器的傳真機或時鐘就可以算是一種嵌入式計算系統(tǒng)?！币话阏J為該書中所說的嵌入式計算系統(tǒng)，就是我們通常所說的嵌入式系統(tǒng)，也稱為嵌入式計算機系統(tǒng)。第6頁/共86頁也有把嵌入式系統(tǒng)稱為：一種用于控制、監(jiān)視或協(xié)助特定機器和設(shè)備正常運行的計算機。嵌入式系統(tǒng)目前被國內(nèi)計算機界普遍認同的定義是：

以應(yīng)用為中心、以計算機技術(shù)為基礎(chǔ)，軟、硬件可裁剪，適應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)對功能、可靠性、成本、體積、功耗等有嚴格要求的專用計算機系統(tǒng)。第7頁/共86頁由嵌入式系統(tǒng)的定義可以看出，嵌入式系統(tǒng)明顯的特點有：

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嵌入式系統(tǒng)是一個專用計算機系統(tǒng)，有微處理器，可編程；

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嵌入式系統(tǒng)有明確的應(yīng)用目的；

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嵌入式系統(tǒng)作為機器或設(shè)備的組成部分被使用。第8頁/共86頁

1.1.2嵌入式系統(tǒng)發(fā)展歷程嵌入式系統(tǒng)發(fā)展歷程與微處理器發(fā)展歷程密切相關(guān)。雖然在1971年Intel公司生產(chǎn)出世界上第一片4位集成電路微處理器Intel4004之前，也有許多計算機系統(tǒng)是作為某種專門的用途與具體產(chǎn)品結(jié)合在一起被使用，也被稱為嵌入式系統(tǒng)，但是由于體積較大，使用不方便等原因并沒有得到廣泛的應(yīng)用。第9頁/共86頁Intel4004微處理器當時是為嵌入到計算器設(shè)計的。20世紀70年代之后，處理器的位數(shù)從8位、16位、32位發(fā)展到64位?？梢詫⑽⑻幚砥鞣譃橥ㄓ梦⑻幚砥骱蛯ｉT用于嵌入式系統(tǒng)的專用微處理器。嵌入式系統(tǒng)專用微處理器可以分為單片機、嵌入式微處理器、數(shù)字信號處理器和片上系統(tǒng)。第10頁/共86頁嵌入式系統(tǒng)發(fā)展歷程中，出現(xiàn)過無操作系統(tǒng)控制的嵌入式系統(tǒng)，如8位單片機直接使用匯編語言或C語言編程；小型操作系統(tǒng)控制的嵌入式系統(tǒng)，如使用μC/OS-II的系統(tǒng)；大型操作系統(tǒng)控制的嵌入式系統(tǒng)，如使用WindowsCE的系統(tǒng)。第11頁/共86頁1.1.3嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用舉例嵌入式技術(shù)無處不在

各種使用嵌入式技術(shù)的電子產(chǎn)品，如：MP3、PDA、手機、智能玩具，網(wǎng)絡(luò)家電、智能家電、車載電子設(shè)備等。在工業(yè)和服務(wù)領(lǐng)域中，大量嵌入式技術(shù)也已經(jīng)應(yīng)用于工業(yè)控制、數(shù)控機床、智能工具、工業(yè)機器人、服務(wù)機器人等各個行業(yè)，正在逐漸改變著傳統(tǒng)的工業(yè)生產(chǎn)和服務(wù)方式。第12頁/共86頁嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域通信設(shè)備汽車電子數(shù)字消費類工業(yè)控制儀器儀表數(shù)字醫(yī)療設(shè)備信息家電“嵌入”無處不在第13頁/共86頁嵌入式視頻服務(wù)器第14頁/共86頁現(xiàn)代化家庭第15頁/共86頁智能玩具與機器人第16頁/共86頁嵌入式技術(shù)應(yīng)用——工業(yè)控制工業(yè)方面：機床、冶金、電子、交通、航空航天等行業(yè)技術(shù)升級的重要基礎(chǔ)；第17頁/共86頁阿富汗參加反恐作戰(zhàn)的“赫耳墨斯”價值4萬美元，可攜帶2架攝像機，發(fā)揮了很好作用。軍事偵察第18頁/共86頁2002年11月28日，以色列一選舉投票點，發(fā)生槍擊事件，造成至少7人死亡，數(shù)十人受傷。以警方用機器人在檢查一具巴勒斯坦槍手的尸體.反恐防暴第19頁/共86頁微型飛行器---“黑寡婦”空中飛行器第20頁/共86頁嵌入式系統(tǒng)與機器人技術(shù)圖：卡耐基梅隆大學和瑞士EPFL研制的機器人控制器（采用卡西歐PDA和WindowsCE）

第21頁/共86頁基于WinCE的移動機器人平臺第22頁/共86頁基于RTLinux的仿人機器人高48cm

重:6kg

靈活性：20DOF操作系統(tǒng):RT-Linux

接口形式:USB1.0(12Mbps)響應(yīng)周期:1ms

能源：DC24Vx6.2A(150W)制造：富士通第23頁/共86頁基于VXworks的火星探路者第24頁/共86頁2004年“勇氣號”再次登陸火星第25頁/共86頁汽車電子產(chǎn)品（18個嵌入式控制模塊）——CAN總線網(wǎng)絡(luò)VOLVOS80汽車的CAN總線網(wǎng)絡(luò)

嵌入式應(yīng)用——汽車電子第26頁/共86頁馬達控制器車燈嵌入式系統(tǒng)示例——汽車控制系統(tǒng)尾燈控制系統(tǒng)后車門控制系統(tǒng)前車門控制系統(tǒng)座椅控制系統(tǒng)發(fā)動器控制系統(tǒng)所有的控制系統(tǒng)都是一個完整的嵌入式系統(tǒng)第27頁/共86頁1.1.4嵌入式系統(tǒng)特點⑴與應(yīng)用密切相關(guān)⑵實時性⑶復雜的算法⑷制造成本⑸功耗⑹開發(fā)和調(diào)試⑺可靠性⑻體積第28頁/共86頁1.2嵌入式系統(tǒng)組成1.2.1嵌入式系統(tǒng)硬件組成舉例圖1.1是某實驗開發(fā)板的組成，使用了S3C2410A微處理器，微處理器內(nèi)部集成了許多控制器、接口和設(shè)備，微處理器芯片外部連接了一些設(shè)備、控制器和接口。

第29頁/共86頁第30頁/共86頁1.2.2嵌入式系統(tǒng)軟件組成簡介

圖1.2嵌入式系統(tǒng)軟件組成第31頁/共86頁圖1.2中板級支持包（BoardSupportPackage，BSP）和硬件抽象層（HardwareAbstractLayer，HAL），與PC機的基本輸入/輸出系統(tǒng)（BasicInputOutputSystem，BIOS）相似。不同的嵌入式微處理器、不同的硬件平臺或不同的操作系統(tǒng)，BSP/HAL也不同。如果設(shè)計的產(chǎn)品不要求實時性，可以選擇非實時操作系統(tǒng)。第32頁/共86頁1.3嵌入式微處理器

1.3.1嵌入式微處理器分類按處理器的應(yīng)用領(lǐng)域，廣義上將其分為4類，如圖1.3所示。第33頁/共86頁⒈嵌入式微控制器嵌入式微控制器（EmbeddedMicrocontrollerUnit，EMU），通常也稱微控制器（MicroControllerUnit，MCU）或單片機。第34頁/共86頁⒉嵌入式數(shù)字信號處理器嵌入式數(shù)字信號處理器（EmbeddedDigitalSignalProcessor，EDSP），有時也簡稱DSP，是專門用于嵌入式系統(tǒng)的數(shù)字信號處理器。嵌入式DSP是對普通DSP的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和指令系統(tǒng)進行了特殊設(shè)計，使其更適合DSP算法、編譯效率更高、執(zhí)行速度更快。嵌入式DSP有兩個發(fā)展來源，一是DSP的處理器經(jīng)過單片化、EMC（電磁兼容）改造、增加片內(nèi)外設(shè)而成；二是在通用單片機或SOC（片上系統(tǒng)）中，增加DSP協(xié)處理器。第35頁/共86頁嵌入式DSP在數(shù)字濾波、FFT（FastFourierTransform，快速傅里葉變換）、頻譜分析等儀器上，使用較為廣泛。第36頁/共86頁⒊嵌入式微處理器嵌入式微處理器（EmbeddedMicroProcessorUnit，EMPU），也稱嵌入式微處理器單元。嵌入式微處理器通?？梢苑譃橐韵?類。⑴通用微處理器

第37頁/共86頁⑵嵌入式微處理器這類微處理器是專門為嵌入式應(yīng)用而設(shè)計的，通常狹義上所講的嵌入式微處理器就是專門指這種類型的微處理器。第38頁/共86頁⒋嵌入式片上系統(tǒng)嵌入式片上系統(tǒng)（EmbeddedSystemOnChip，ESOC），簡稱SOC，有時也寫作SoC。第39頁/共86頁1.3.2主流嵌入式微處理器介紹⒈ARM/StrongARMARM是英文AcornRISCMachine的縮寫，Acorn是英國劍橋的一個計算機公司，1985年開發(fā)出第一代ARMRISC處理器原型。1990年，Acorn將公司名稱改為AdvancedRISCMachineLimited（先進RISC機器公司），縮寫仍為ARM。ARM公司的32位嵌入式RISC處理器，在低功耗、低成本和高性能的嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域占據(jù)領(lǐng)先地位。第40頁/共86頁ARM公司是全球領(lǐng)先的16/32位RISC微處理器知識產(chǎn)權(quán)（IntellectualProperty，IP）設(shè)計供應(yīng)商，ARM公司通過轉(zhuǎn)讓高性能、低成本、低功耗的RISC處理器、外圍和系統(tǒng)芯片技術(shù)給合作伙伴，使他們能夠用這些技術(shù)生產(chǎn)各具特色的芯片。ARM公司并不生產(chǎn)芯片，而是通過轉(zhuǎn)讓設(shè)計許可證，由合作伙伴生產(chǎn)各種型號的微處理器芯片。目前ARM的合作伙伴在全世界已經(jīng)超過100個，許多著名半導體公司與ARM公司有著合作關(guān)系。第41頁/共86頁⒉MIPSMIPS是MicroprocessorwithoutInterlockedPipelineStages的縮寫，意思為內(nèi)部無互鎖流水線微處理器。MIPS也是一種處理器的內(nèi)核標準。MIPS體系結(jié)構(gòu)具有良好的可擴展性，并且能夠滿足超低功耗微處理器的需求。第42頁/共86頁MIPS處理器源于20世紀80年代初，由美國斯坦福大學電機系Hennessy教授領(lǐng)導的研究小組研制出來。MIPS計算機公司1984年成立于硅谷。1992年，SGI收購了MIPS計算機公司。1998年MIPS脫離SGI，成為MIPS技術(shù)公司。MIPS技術(shù)公司是一家設(shè)計和制造高性能、高檔次的嵌入式32/64位微處理器的公司，在RISC處理器方面占有重要地位。第43頁/共86頁近年來，MIPS公司開發(fā)了高性能、低功耗的32位處理器內(nèi)核MIPS3224KE系列，產(chǎn)品廣泛用于機頂盒、DVD刻錄機、MODEM、IP電話、數(shù)碼相機、蜂窩電話、視頻游戲機、路由器、激光打印機、復印機、掃描儀等產(chǎn)品。2007年，MIPS公司推出了MIPS3274K內(nèi)核產(chǎn)品，是當時嵌入式市場運行速度最快的處理器內(nèi)核，主頻速度為1GHz。第44頁/共86頁⒊PowerPCPowerPC微處理器早期由IBM、Motorola和Apple公司共同投資開發(fā)，生產(chǎn)了PowerPC601（1994年）、602（1995年）、604（1995年）和620（1997年）。此后PowerPC微處理器由IBM公司和Motorola公司分別生產(chǎn)。第45頁/共86頁迄今為止，Motorola公司共生產(chǎn)了6代產(chǎn)品，它們是G1、G2、G3、G4、G5和G6，Motorola公司生產(chǎn)的PowerPC微處理器芯片產(chǎn)品編號前有“MPC”前綴，如G5中的MPC855T，G6中的MPC860DE~MPC860P等。2004年，Motorola公司分拆半導體部門，組建了新公司Freescale（飛思卡爾），由該公司繼續(xù)MPC微處理器的技術(shù)支持和新產(chǎn)品研發(fā)。第46頁/共86頁目前，IBM公司的PowerPC微處理器芯片產(chǎn)品有4個系列，分別是4XX綜合處理器、4XX處理器核、7XX高性能32位微處理器和9XX超高性能64位微處理器。PowerPC系列微處理器的品種較多，既有通用處理器，又有嵌入式控制器和內(nèi)核，應(yīng)用范圍也非常廣泛，從高端工作站、服務(wù)器到桌面計算系統(tǒng)，從消費類電子產(chǎn)品到大型通信設(shè)備，都有著廣泛的應(yīng)用。第47頁/共86頁⒋其他嵌入式微處理器Intel公司基于x86處理器核的嵌入式微處理器GeodeSP1SC10、Motorola公司的68xxx、Compaq公司的Alpha、HP公司的PARISC、Sun公司的Sparc等嵌入式微處理器也有著廣泛的應(yīng)用。第48頁/共86頁ARM處理器的使用量第49頁/共86頁1.4嵌入式操作系統(tǒng)介紹1.4.1嵌入式操作系統(tǒng)主要特點⒈實時性⒉可移植⒊內(nèi)核小型化⒋可裁剪1.4.2主流嵌入式操作系統(tǒng)簡介第50頁/共86頁嵌入式操作系統(tǒng)嵌入式LinuxμcLinuxWindowsCEVxWorksSymbianOSPalmOSQNXOSEC/OS-IIOSENucleusPLUS第51頁/共86頁

1、嵌入式LinuxLinux主要特點有：開放源碼；內(nèi)核小、功能強大、運行穩(wěn)定、效率高；易于定制裁剪；可移植到數(shù)十種微處理器上；支持大量的外圍硬件設(shè)備，驅(qū)動程序豐富；有大量的開發(fā)工具，良好的開發(fā)環(huán)境；沿用了UNIX的發(fā)展方式，遵循國際標準，眾多第三方軟硬件廠商支持；對以太網(wǎng)、千兆以太網(wǎng)、無線網(wǎng)絡(luò)、令牌網(wǎng)、光纖網(wǎng)、衛(wèi)星網(wǎng)等多種聯(lián)網(wǎng)方式提供了全面的支持；在圖像處理、文件管理及多任務(wù)支持等方面，Linux也提供了較強的支持。第52頁/共86頁⒉μC／OS-ⅡμC／OS是源碼公開的實時嵌入式操作系統(tǒng)。μC／OS-Ⅱ提供了嵌入式系統(tǒng)的基本功能，其核心代碼短小精干。μC／OS-Ⅱ?qū)τ诖笮蜕逃们度胧较到y(tǒng)而言，相比還是有些簡單。μC／OS-Ⅱ主要特點包括：源碼公開、可移植性強（采用ANSIC編寫）、可固化、可裁剪、占先式、多任務(wù)，穩(wěn)定性和可靠性都很強。μC／OS-Ⅱ已經(jīng)被移植到許多微處理器上運行，如ARM系列、Intel的8051、80x86系列、Motorola的PowerPC和68xxx、68HC11等系列第53頁/共86頁⒊WindowsCEWindowsCE是一個簡潔、高效率的多平臺操作系統(tǒng)，它不是桌面windows系統(tǒng)的削減版本，而是從整體上為有限資源的平臺設(shè)計的多線程、完全優(yōu)先級、多任務(wù)的操作系統(tǒng)。操作系統(tǒng)內(nèi)核占據(jù)最少200KBROM空間。第54頁/共86頁⒋VxWorksVxWorks是目前使用最廣泛、市場占有率最高的商用嵌入式操作系統(tǒng)，可以移植到多種處理器，如x86、Motorola68xxx、MIPSRXxxx、PowerPC、StrongARM、ARM等。VxWorks具有多達1800個功能強大的應(yīng)用程序接口（API），系統(tǒng)的可靠性非常高。第55頁/共86頁

5、QNXQNX是一個實時的、可擴展的操作系統(tǒng)。它部分遵循了POSIX協(xié)議。POSIX（PortableOperatingSystemInterface）表示可移植操作系統(tǒng)接口。QNX提供了一個很小的微內(nèi)核以及一些可選的配合進程。其內(nèi)核僅提供4種服務(wù)：進程調(diào)度、進程間通信、底層網(wǎng)絡(luò)通信和中斷處理。QNX內(nèi)核小巧，大約為12KB，運行速度極快。第56頁/共86頁

⒍PalmOSPalmOS是3COM公司PalmComputing掌上電腦公司的產(chǎn)品，在PDA市場占有很大的份額。PalmOS具有開放的操作系統(tǒng)應(yīng)用程序接口（API），開發(fā)商可以根據(jù)需要自己開發(fā)所需的應(yīng)用程序。目前大約有3500個應(yīng)用程序可以在PalmOS上運行，這使得Palm的功能不斷增多，這些軟件廣泛地應(yīng)用在計算機、游戲機、電子寵物等電子消費產(chǎn)品上。第57頁/共86頁⒎SymbianOS主要特點有：支持TCP、IPv4、IPv6、藍牙等協(xié)議標準；支持多任務(wù)、面向?qū)ο蠡诮M件方式的2G、2.5G和3G系統(tǒng)及應(yīng)用開發(fā)；支持互聯(lián)網(wǎng)連接和瀏覽及內(nèi)容下載；支持Unicode等。第58頁/共86頁⒏其他操作系統(tǒng)另外，國外的TinyOS（美國伯克利大學）、OS-9（Microwave公司）以及國內(nèi)的DeltaOS（科銀京成公司）、HopenOS（凱思集團）和EEOS（中科院計算所）的嵌入式操作系統(tǒng)，也較為知名。第59頁/共86頁1.5ARM系列嵌入式微處理器簡介目前采用ARM知識產(chǎn)權(quán)核的微處理器，即基于ARM核的微處理器，以功耗低、體積小、高性價比以及根據(jù)嵌入對象的不同，可以進行功能上擴展的優(yōu)勢，得到了廣泛的應(yīng)用。ARM處理器核當前的7個系列產(chǎn)品為：ARM7、ARM9、ARM9E、ARM10E、SecurCore、ARM11及Cortex，是目前應(yīng)用最為廣泛的。1.5.1

ARM系列處理器核的命名規(guī)則與性能⒈ARM系列處理器核體系結(jié)構(gòu)的命名規(guī)則第60頁/共86頁基于ARM的微處理器芯片，一般是由不同的處理器核、多個功能模塊和可擴展模塊組成。功能模塊分別由字母T、D、M、I、E、J、F、S等表示?？蓴U展模塊一般有：DMAC、中斷控制器、實時時鐘、脈寬調(diào)制定時器、LCD控制器、存儲器控制器、UART、看門狗定時器、GPIO、功耗管理模塊等，這些可擴展模塊可以由芯片商選擇。ARM處理器核通常指由不同的CPU內(nèi)核和功能模塊所組成的核。第61頁/共86頁命名規(guī)則通常表示如下：ARM{x}{y}{z}{T}{D}{M}{I}{E}{J}{F}{-S}第62頁/共86頁ARM微處理器系列ARM系列產(chǎn)品表示ARM926EJ-SFamilynumber7:ARM79:ARM910:ARM1011:ARM11Memorysystem2:Cache,MMU,ProcessID4:Cache,MPU6:Writebuffer,nocacheMemorysize0:Cachesize(4-128KB)2:Reducedcachesize6:TCMSynthesizableExtensionsE:DSPextensionJ:JazelleextensionT:Thumbsupport…第63頁/共86頁標志含義說明T支持Thumb指令集Thumb指令集版本1：ARMv4TThumb指令集版本2：ARMv5TThumb-2：ARMv6TD片上調(diào)試使處理器能夠停止，以響應(yīng)調(diào)試請求M支持長乘法32位乘32位得到64位，32位的乘加得到64位IEmbeddedICE提供片上斷點和調(diào)試點EDSP指令增加了DSP算法處理器指令：16位乘加指令，飽和的帶符號數(shù)的加減法，雙字數(shù)據(jù)操作，cache預取指令JJava加速器Jazelle提高java代碼的運行速度S可綜合提供VHDL或Verilog語言設(shè)計文件第64頁/共86頁命名規(guī)則還有一些附加的信息：

·ARM7TDMI之后設(shè)計、開發(fā)的內(nèi)核，即使不標出“TDMI”，也默認包含了支持TDMI的功能模塊；

·JTAG是由IEEE1149.1標準，即測試訪問端口和邊界掃描結(jié)構(gòu)來描述的，它是ARM與測試設(shè)備之間，接收和發(fā)送處理器內(nèi)核調(diào)試信息的一系列協(xié)議；

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內(nèi)嵌的在線調(diào)試宏單元是建立在處理器內(nèi)部，用來設(shè)置斷點和觀察點的硬件調(diào)試點。第65頁/共86頁另外，對于2005年以后ARM公司投入市場的ARMv7體系結(jié)構(gòu)的處理器核，命名規(guī)則有所改變，名稱以“ARMCortex”開頭，之后附加字母“-A”、“-R”或“-M”，表示該處理器核的適用領(lǐng)域，隨后還有一個數(shù)字，表示產(chǎn)品順序號，如ARMCortex-A8、ARMCortex-M3、ARMCortex-R4。第66頁/共86頁第67頁/共86頁⒉ARM系列處理器核的性能目前在用的ARM系列處理器核的品種共有20多種，共同點是：字長32位、RISC結(jié)構(gòu)、附加16位的Thumb指令集。這些核得到了眾多嵌入式操作系統(tǒng)的支持。表1-3中列出了ARM系列中一些典型的核以及它們的主要性能。第68頁/共86頁表1-3中系列一欄的ARMSecurCore系列是一個專門的系列，命名規(guī)則有所不同。這個系列是專為安全需要而設(shè)計的，提供了完善的32位RISC技術(shù)安全解決方案的支持。該系列采用軟內(nèi)核技術(shù)以提供最大限度的靈活性，可以防止外部對其掃描探測；提供了可以防止攻擊的安全特性；帶有靈活的保護單元，以確保操作系統(tǒng)和應(yīng)用數(shù)據(jù)的安全。第69頁/共86頁表1-3中MMU表示存儲器管理單元，MPU表示存儲器保護單元。表1-3中DSP與命名規(guī)則中后綴字母“E”對應(yīng)，表示支持增強型DSP指令。表1-3中ARM11系列的ARM1176JZ(F)-S處理器使用了TrustZone技術(shù)，該技術(shù)為ARM處理器提供了一個安全的虛擬處理器，為運行公開的操作系統(tǒng)，如Linux、PalmOS、SymbianOS和WindowsCE等的系統(tǒng)提供了保障安全的基礎(chǔ)。對于電子支付和數(shù)字版權(quán)管理之類的應(yīng)用服務(wù)，提供了可靠的安全措施。第70頁/共86頁表1-3中Jazelle表示含有Java加速器，提供了直接執(zhí)行Java指令的功能。在相同的功耗下，使用Jazelle比使用傳統(tǒng)Java虛擬機的性能高出8倍，并能將現(xiàn)行Java代碼應(yīng)用的功耗降低80%以上。從ARM11系列開始，處理器體系結(jié)構(gòu)中增添了Jazelle-RCT（RuntimeCompilerTarget，運行時編譯器目標）技術(shù)。對Java程序的即時編譯和預編譯，可以節(jié)省30%以上的代碼存儲空間。第71頁/共86頁表1-3中Thumb表示含有Thumb指令解碼器。ARM體系結(jié)構(gòu)除了支持執(zhí)行效率很高的32位ARM指令集外，含有Thumb指令解碼器的處理器還支持16位的Thumb指令集。Thumb指令集是ARM指令集的一個功能上的子集，具有32位指令代碼的優(yōu)勢，同時可節(jié)省30%~40%的代碼存儲空間。第72頁/共86頁ARM1156T2(F)-S是首批含有ARMThumb-2內(nèi)核的產(chǎn)品，支持Thumb-2指令集。Thumb-2（第二代Thumb結(jié)構(gòu)）技術(shù)具有功耗更低、性能更高、占用代碼存儲空間更少的優(yōu)點。另外，ARM公司還生產(chǎn)了向量浮點（VectorFloatingPoint）運算系列VFP9-S、VFP10處理器。ARM公司與其他合作伙伴還生產(chǎn)了StrongARM、XScale等系列產(chǎn)品。第73頁/共86頁1.5.2ARM指令集結(jié)構(gòu)版本和變異⒈ARM指令集結(jié)構(gòu)版本和變異ARM指令集（有些資料也稱指令系統(tǒng)）結(jié)構(gòu)從它最初被開發(fā)出來到現(xiàn)在，已經(jīng)有了非常重要的發(fā)展，并且在以后將繼續(xù)發(fā)展。到2006年年底，在所有的ARM實現(xiàn)中存在的指令，已經(jīng)被定義為多個指令集版本，版本號從1到7。許多版本帶有表示變異的字母，用于表示在該版本中收集了指定的附加的指令。例如表示變異的字母M，表示只增加了4條長乘、長乘累加指令；而表示變異的字母T，表示增加了全部Thumb指令集。第74頁/共86頁由于ARM指令集結(jié)構(gòu)版本1~3目前已經(jīng)不使用，正在使用的版本4~7的描述，見表1-4。第75頁/共86頁ARM體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展版本版本變種系列號處理器核V1V1ARM1ARM1V2V2ARM2ARM2V2aARM2aSARM3ARM3V3V3ARM6ARM6、ARM600、ARM610ARM7ARM7、ARM700、ARM710V4V4TARM7TDMI、ARM710T、ARM720T、ARM740TV4ARM8StrongARM、ARM8、ARM810V4TARM9ARM9TDMI、ARM920T、ARM940TV5V5TEARM9E-SARM10ARM10TDMI、ARM1020EV6V6ARM11ARM11、ARM11562-S、ARM1156T2F-S、ARM11JZF-SV7V7ARMCortexARMCortex-A8、ARMCortex-R4、ARMCortex-M3第76頁/共86頁⒉變異簡介⑴Thumb指令集（T變異）ARM指令集結(jié)構(gòu)用字母T表示版本變異，出現(xiàn)字母T表示該版本中擴展了Thumb指令集。Thumb指令集是對ARM指令集中部分指令重新編碼的一個指令集。ARM指令集指令長度為32位，Thumb指令集指令長度為16位。使用Thumb指令集的代碼密度，比使用ARM指令集的代碼密度更高。第77頁/共86頁有兩個Thumb指令集版本：

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