ARM7、ARM9、ARM11、ARM-Cortex的关系
ARM-Cortex各系列处理器分类比较
Cortex-M系列M0:Cortex-M0是目前最小的ARM处理器,该处理器的芯片面积非常小,能耗极低,且编程所需的代码占用量很少,这就使得开发人员可以直接跳过16位系统,以接近8 位系统的成本开销获取32 位系统的性能。
Cortex-M0 处理器超低的门数开销,使得它可以用在仿真和数模混合设备中。
M0+:以Cortex-M0 处理器为基础,保留了全部指令集和数据兼容性,同时进一步降低了能耗,提高了性能。
2级流水线,性能效率可达1.08 DMIPS/MHz。
M1:第一个专为FPGA 中的实现设计的ARM 处理器。
Cortex-M1 处理器面向所有主要FPGA 设备并包括对领先的FPGA 综合工具的支持,允许设计者为每个项目选择最佳实现。
M3:适用于具有较高确定性的实时应用,它经过专门开发,可使合作伙伴针对广泛的设备(包括微控制器、汽车车身系统、工业控制系统以与无线网络和传感器)开发高性能低成本平台。
此处理器具有出色的计算性能以与对事件的优异系统响应能力,同时可应实际中对低动态和静态功率需求的挑战。
M4:由ARM 专门开发的最新嵌入式处理器,用以满足需要有效且易于使用的控制和信号处理功能混合的数字信号控制市场。
M7:在ARM Cortex-M 处理器系列中,Cortex-M7 的性能最为出色。
它拥有六级超标量流水线、灵活的系统和内存接口(包括AXI 和AHB)、缓存(Cache)以与高度耦合内存(TCM),为MCU 提供出色的整数、浮点和DSP 性能。
互联:64位AMBA4 AXI, AHB外设端口(64MB 到512MB)指令缓存:0 到64kB,双路组相联,带有可选ECC数据缓存:0 到64kB,四路组相联,带有可选ECC指令TCM:0 到16MB,带有可选ECC数据TCM:0 到16MB,带有可选ECCCortex-A系列:ARM Cortex-A 系列是一系列用于复杂操作系统和用户应用程序的应用程序处理器。
ARM9和ARM11的区别
对嵌入式系统设计者来说,硬件通常是第一考虑的因素。针对处理器来说,流水线则是硬件差别的最明显标志,不同的流水线设 计会产生一系列硬件差异。让我们来比较一下ARM7和ARM9E的流水线,如图1。
d 可 以看到ARM9E从ARM7的3级流水线增加到了5级,ARM9E的流水线中容纳了更多的逻辑操作,但是每一级的逻辑操作却变 e 得更为简单。比如原来 ARM7的第三级流水,需要先内部读取寄存器、然后进行相关的逻辑和算术运算,接着处理结果回写,完 r 成的动作非常复杂;而在ARM9E的5级流水中,寄存 器读取、逻辑运算、结果回写分散在不同的流水当中,使得每一级流水处 te 理的动作非常简洁。这就使得处理器的主频可以大幅度地提高。因为每一级流水都对应 CPU的一个时钟周期,如果一级流水中
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2010-2-25
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点击放大 图4:不同测试条件下ARM926EJ处理器的DMIPS值。
DMIPS 另外一个缺点是不能测量处理器的数字信号处理能力和Cache/MMU子系统的性能。因为Dhrystone测试程序不包含DS P表达式,只包含一些整型 运算和字符串处理,并且测试程序偏小,几乎可以完整地放在Cache里面运行而无需与外部存储器进 行交互。这样就难以反映处理器在一个真实系统中的真正性 能。
点击放大
综 合各种因素,ARM9E处理器拥有非常强大的性能。但是在实际的系统设计中,设计人员并不总是把处理器性能开到最大,理 想情况是把处理器和系统运行频率降 低,使得性能刚好能满足应用需求;达到节省功耗和成本的目的。在评估系统能够提供的 处理器能力过程中,DMIPS指标被很多人采用;同时它也被广泛应用于 不同处理器间的性能比较。
嵌入式3级选择题7解读
1.下列产品中不属于嵌入式系统的是:A) 洗衣机B) 空调机C) 个人电脑D) 电子血压计【解析】广义上讲,凡是带有微处理器的专用软硬件系统都可称为嵌入式系统。
狭义上讲,嵌入式系统强调那些使用嵌入式微处理器构成的具有自己的操作系统和特定功能、用于特定场合的独立系统。
嵌入式系统以应用为中心、以计算机技术为基础、软硬件可裁剪、功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。
包括洗衣机、空调机等"白色家电",也包括心电计、血压计等医疗电子设备;而个人电脑(PC机)不属于嵌入式系统。
所以本题选C。
2.下面关于嵌入式系统的叙述中,错误的是A) 嵌入式系统所涉及的应用领域非常广泛B) 嵌入式系统在数量上远远超过了各种类型的通用计算机系统C) 嵌入式系统与通用计算机都是由硬件和软件两部分组成的D) 嵌入式系统正在逐步取代通用计算机系统【解析】嵌入式系统与通用计算机一样,也是由硬件和软件两部分组成,所涉及到的领域非常广泛,在应用数量上远远超过了各种类型的通用计算机系统。
尽管如此,嵌入式系统与日常使用的通用计算机系统仍有许多不同之处,它们的组成及功能都各有特点,所以各自的市场不同,谈不上取代。
所以本题选D。
3. 数码相机是一种典型的嵌入式系统,下面有关其软硬件组成的叙述中错误的是:A) 它由硬件和软件两部分组成B) 硬件部分既包括CPU,也包括存储器和输入/输出C) 使用闪存卡(如CF卡、SD卡等)作为内存,用于存储所运行的软件D) 软件部分既包括操作系统,也包括应用软件【解析】数码相机是嵌入式系统的典型应用之一。
它由前端和后端两部分组成,前端负责数字图像获取,后端负责数字图像的处理,后端通常是以嵌入式DSP作为核心的SoC芯片,DSP用于完成数字图像处理;此外,数码相机中还有一个超低功耗的8位MCU,负责进行操作控制;高端数码相机配置有实时操作系统和图像处理软件。
使用的闪存卡主要是用来存储照片而不是系统软件。
ARM版本及系列
ARM 指令集版本和ARM 版本常常能看到ARM7,ARM9,ARM11,以及armv6k等不同的表达。
且在GCC编译中,常常要用到-march, -mcpu等。
他们分别表达什么涵义呢?Sam自己也不很清楚,只是大概有个模糊的概念。
今天就仔细研究一下。
ARM(Advanced RISC Machines)是微处理器行业的一家知名企业。
设计了大量高性能、廉价、耗能低的RISC处理器、相关技术及软件。
1985年,第一个ARM原型在英国剑桥诞生。
ARM公司的特点是只设计芯片,而不生产。
ARM将其技术授权给世界上许多著名的半导体、软件和OEM厂商,每个厂商得到的都是一套独一无二的ARM相关技术及服务。
利用这种合伙关系,ARM很快成为许多全球性RISC标准的缔造者。
ARM公司定义了6种主要的指令集体系结构版本。
V1-V6。
(所以上面提到的ARMv6是指指令集版本号)ARMv1:该版本的原型机是ARM1,没有用于商业产品。
ARMv2:对V1版进行了扩展,包含了对32位结果的乘法指令和协处理器指令的支持。
ARMv3:ARM公司第一个微处理器ARM6核心是版本3的,它作为IP核、独立的处理器、具有片上高速缓存、MMU和写缓冲的集成CPU。
ARMv4:当前应用最广泛的ARM指令集版本。
ARM7TDMI、ARM720T、ARM9TDMI、ARM940T、ARM920T、Intel的StrongARM等是基于ARMv4T版本。
ARMv5:ARM9E-S、ARM966E-S、ARM1020E、ARM 1022E以及XScale是ARMv5TE的。
ARM9EJ-S、ARM926EJ-S、ARM7EJ-S、ARM1026EJ-S是基于ARMv5EJ的。
ARM10也采用。
其中后缀意义如下:E:增强型DSP指令集。
包括全部算法和16位乘法操作。
J:支持新的Java。
ARMv6:采用ARMv6核的处理器是ARM11系列。
ARM1136J(F)-S基于ARMv6主要特性有SIMD、Thumb、Jazelle、DBX、(VFP)、MMU。
ARM芯片介绍
代表机型:国美飞触1代,山寨VIA平板
【点评】
价格低廉大概是这个方案的唯一优点,不知道国美是怎么忽悠把这个机器卖到999元的......
ARM9 300MHz的主频,自然不用指望有多好的性能,上网都勉勉强强吧。超频的400MHz版本,发热比较大,性能提升又实在有限。
8. 高通QSD8x50
主频:1GHz(Scorpion)
内存:256/512M mDDR,32bit
工艺:65nm
Linpack测试: 7-7.5MFlops(2.1系统)
视频处理:高通QDSP6000。支持720p H.264,但一般只有480p H.264流畅(BP或者MP),通过软件解码能勉强支持480p多格式流畅。3D加速,Adreno 200(AMD Z430)。
今天,我在上看到一篇文章,对这个问题做出了最详细的回答,不仅介绍了芯片知识,而且还有助于读者分辨和选择适合自己的移动设备。我把它转贴在下面。
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ARM芯片介绍
作者:nbnb001
原文网址:/thread-894970-1-1.html
代表机型:智器Q系列,魅族M8,三星i5700
【点评】
第一代MID,智器Q系列采用的芯片,另外三星i5700也采用了该芯片。
Q系列的RAM有点小,不过得益于民间固件,Android从1.5到2.2都能跑,加上Linux和CE,可玩性挺高。二手的价格又便宜,确实是玩机入门的好选择。
性能★★★☆☆
RK2808的软肋在于采用SDRAM,最大只能支持128MB,对于2.0以上的系统,RAM成为了一个瓶颈。此外缺乏3D加速,也注定了与2.1以上的动态桌面和华丽特效无缘,也无法运行需要使用3D加速的游戏。瑞芯微已经放弃了RK2808 Android 2.1系统的开发。
认识ARM Cortex主流架构体系
ARM Cortex主流架构体系深度普及A5、A7、A9、A9 Family/A9 二代Family架构以及其延伸出的大量方案,例如全志A20、炬力ATM 7021、瑞芯微3168、盈方微X15……让许多消费者感到“不明觉厉”。
本文将为“小白”用户作基础知识普及,为大家梳理不同架构的异同,以及其代表的平板方案特性。
为大家购买或学习提供参考。
1、认清ARM的命名ARM公司在经典处理器ARM11以后的产品改用Cortex命名,Cortex系列属于ARMV7架构,这是ARM公司最新的指令集架构。
ARM V7架构定义了三大分工明确的系列:“A”系列面向尖端的基于虚拟内存的操作系统和用户应用;“R”系列针对实时系统;“M”系列对微控制器。
由于应用领域不同,基于V7架构的Cortex处理器系列所采用的技术也不相同,基于V7A的称为Cortex A系列,基于V7R的称为Cortex R系列,基于V7M的称为Cortex M系列。
2、Cortex A5:最低端利器Cortex A5是Cortex A家族中最低端的。
Cortex A5与Cortex A7、Cortex A8、Cortex A9以及Cortex A15同属于Cortex A系列处理器。
Cortex A5多核处理器利用ARM MPCore技术,Cortex A5处理器包括了TrustZone安全技术,以及在Cortex A8处理器上率先引入的NEON多媒体处理引擎。
NEON技术是用于Cortex A 系列处理器的128 位SIMD(单指令、多数据)架构扩展集,为密集型多媒体应用提供了加速功能。
Cortex A5内部核心数目1-4核可选,采用四核配置时,SOC芯片内部还可搭配Mail GPU或由用户按需求配用PowerVR MBX/SGXGPU。
默认工作电压1.1V,单核核心频率480MHz,四核核心频率可达1GHz,含缓存的核心面积最小仅1平方毫米,一级缓存容量最大64KB,功耗/频率比参数为0.12mW/MHz。
ARM7、ARM9、ARM11、ARM-Cortex的关系
ARM7、ARM9、ARM11、ARM-Cortex的关系1. ARM7、ARM9、ARM11、ARM-Cortex 的关系ARM7:ARMv4 架构,ARM9:ARMv5 架构,ARM11:ARMv6 架构,ARM-Cortex 系列:ARMv7 架构ARM7 没有MMU(内存管理单元),只能叫做MCU(微控制器),不能运行诸如Linux、WinCE 等这些现代的多用户多进程操作系统,因为运行这些系统需要MMU,才能给每个用户进程分配进程自己独立的地址空间。
ucOS、ucLinux 这些精简实时的RTOS 不需要MMU,当然可以在ARM7 上运行。
ARM9、ARM11,是嵌入式CPU(处理器),带有MMU,可以运行诸如Linux 等多用户多进程的操作系统,应用场合也不同于ARM7。
到了ARMv7架构的时候开始以Cortex 来命名,并分成Cortex-A、Cortex-R、Cortex-M 三个系列。
三大系列分工明确:A 系列面向尖端的基于虚拟内存的操作系统和用户应用;R 系列针对实时系统;M 系列对微控制器。
简单的说Cortex-A 系列是用于移动领域的CPU,Cortex-R 和Cortex-M 系列是用于实时控制领域的MCU。
所以看上去ARM7 跟Cortex-M 很像,因为他们都是MCU,但确是不同代不同架构的MCU(Cortex-M 比ARM7 高了三代!),所以性能也有很大的差距。
此外,Cortex-M 系列还细分为M0、M3、M4 和超低功耗的M0+,用户依据成本、性能、功耗等因素来选择芯片。
想必楼主现在肯定知道了ARM7、Cortex-M 的区别,不过还是花了点时间整理在此,可以帮助后来的初学者搞明白这些基本的概念性问题2. ARM7,ARM9,cortex-m3,cortex-m4,cortex-a8 的区别arm 系列从arm11 开始,以后的就命名为cortex,并且性能上大幅度提升。
简述arm处理器家族的发展史
简述arm处理器家族的发展史ARM处理器家族是目前全球最为流行的处理器家族之一,其广泛应用于各种移动设备、智能家居、机器人、汽车等领域。
本篇文章将简述ARM处理器家族的发展史。
ARM处理器家族的起源可以追溯到上世纪80年代,当时一家名为Acorn Computers的英国公司正在开发一款名为BBC Micro的电脑。
为了提高BBC Micro的性能,Acorn Computers 决定自主研发一款处理器,这就是ARM处理器的雏形。
1985年,ARM Ltd.正式成立,开始推广其处理器架构。
在1987年,首个基于ARM处理器架构的芯片——ARM1发布。
这款芯片由VLSI公司制造,采用NMOS工艺,主频为6MHz,仅有25,000个晶体管。
虽然性能不高,但ARM1的成功发布为后来的ARM处理器家族奠定了基础。
随着技术的不断进步,ARM处理器家族也在不断发展。
1990年,ARM2发布,主频提高到了8MHz,并采用了CMOS工艺。
1992年,ARM3发布,主频提高到了25MHz,并且加入了内存管理单元(MMU)和协处理器接口。
这使得ARM3成为了一款非常适合嵌入式系统的处理器。
1994年,ARM Ltd.发布了ARM6和ARM7两款处理器。
ARM6是一款高性能低功耗的处理器,主要用于移动设备和嵌入式系统;而ARM7则是一款低成本、低功耗的处理器,主要用于控制器和传感器等领域。
随着移动设备市场的不断扩大,ARM处理器开始逐渐成为移动设备市场的主流处理器。
2001年,ARM Ltd.发布了ARM9处理器,该处理器采用了新一代Thumb指令集,并支持Java 虚拟机。
这使得ARM9成为了一款非常适合移动设备的处理器。
2005年,ARM Ltd.发布了ARM11处理器,该处理器采用了更加先进的Jazelle指令集,并支持1080p视频解码和3D图形加速等功能。
这使得ARM11成为了一款非常适合高端移动设备和数字电视等领域的处理器。
ARM处理器特点及分类
Jazelle
有 有 无
浮点 运算
无 有 无
ARM1156T2F-S 可配置
9 Thumb-2 有
无
有
ARM1176JZ-S 可配置
9 Thumb-2 有
有
无
ARM1176JZF-S 可配置
9 Thumb-2 有
有
有
Cortex微处理器系列
Cortex系列微处理器属于ARMv7架构,这是 ARM公司最新的指令集架构。
ARM处理器系统应用与开 发
1
ARM处理器特点与分类
ARM发展历程
核 ARM7TDMI,ARM710T,ARM720T ARM740T Strong ARM,ARM8,ARM810 ARM9TDMI,ARM920T,ARM940T ARM9E-S ARM10TDMI,ARM1020E ARM11,ARM1156T2-S,ARM1156T2F-S,ARM1176JZ-S, ARM11JZF-S Cortex–A15, Cortex–A9, Cortex–A8, A7,A5 Cortex – R系列 Cortex – M系列
ARM11系列微处理器是ARM公司近年推出的新一代RISC处理 器,它是ARM新指令架构——ARMv6的第一代设计实现。
ARM1136J-S ARM1135JF-S ARM1156T2-S
Cache
4~64KB 4~64KB 可配置
内存 管理
MMU
MMUห้องสมุดไป่ตู้
流水线 Thumb DSP 级别
8
有
有
8
有
有
9 Thumb-2 有
体系结构 V4T V4 V4T V5TE V5TE V6
一文详解ARM7_ARM9和ARM11的区别
一文详解ARM7_ARM9和ARM11的区别ARM处理器是英国Acorn有限公司设计的低功耗成本的第一款RISC微处理器。
全称为Advanced RISC Machine。
ARM处理器本身是32位设计,但也配备16位指令集,一般来讲比等价32位代码节省达35%,却能保留32位系统的所有优势。
本文主要详解ARM7_ARM9和ARM11的区别,具体的跟随小编一起来了解一下。
ARM7_ARM9和ARM11的区别1、时钟频率的提高虽然内核架构相同,但ARM7处理器采用3级流水线的冯诺伊曼结构;而ARM9采用5级流水线的哈佛结构,ARM11为8级流水线哈弗结构(从arm9开始都采用了哈弗结构)。
增加的流水线设计提高了时钟频率和并行处理能力。
5级流水线能够将每一个指令处理分配到5个时钟周期内,在每一个时钟周期内同时有5个指令在执行。
在常用的芯片生产工艺下,ARM7一般运行在100MHz左右,而ARM9则至少在200MHz以上.ARM11首先推出350M~500MHz时钟频率的内核,目前上升到1GHz时钟频率。
2、指令周期的改进指令周期的改进对于处理器性能的提高有很大的帮助。
性能提高的幅度依赖于代码执行时指令的重叠,这实际上是程序本身的问题。
对于采用最高级的语言,一般来说,性能的提高在30%左右。
3、MMU(内存管理单元)ARM7一般没有MMU(内存管理单元),(ARM720T有MMU)。
ARM9一般是有MMU的,ARM9940T只有MPU,不是一个完整的MMU。
ARM11当然也有MMU的。
这一条很重要,MMU单元是大型操作系统必需的硬件支持,如LINUX;WINCE等。
这就是说,ARM7一般只能运行小型的实时系统如UCOS-II,eCOS等,而ARM9无此限制,一般的操作系统都可以移植。
其实即使ARM720T能支持LINUX;WINCE等系统,也鲜有人用,因为以ARM7的运行速度跑这种大型操作系统,实在有点吃力。
关于ARM的内核架构介绍
张凌001关于ARM的内核架构很多时候我们都会对M0,M0+,M3,M4,M7,arm7,arm9,CORTEX-A系列,或者说AVR,51,PIC等,一头雾水,只知道是架构,不知道具体是什么,有哪些不同?今天查了些资料,来解解惑,不是很详细,但对此有个大体了解。
咱先来当下最火的ARM吧1.ARMARM即以英国ARM(Advanced RISC Machines)公司的内核芯片作为CPU,同时附加其他外围功能的嵌入式开发板,用以评估内核芯片的功能和研发各科技类企业的产品.ARM 微处理器目前包括下面几个系列,以及其它厂商基于 ARM 体系结构的处理器,除了具有ARM 体系结构的共同特点以外,每一个系列的 ARM 微处理器都有各自的特点和应用领域。
- ARM7 系列- ARM9 系列- ARM9E 系列- ARM10E 系列- ARM11系列- Cortex 系列- SecurCore 系列- OptimoDE Data Engines- Intel的Xscale- Intel的StrongARM ARM11系列2. Cortex 系列32位RISCCPU开发领域中不断取得突破,其设计的微处理器结构已经从v3发展到现在的v7。
Cortex 系列处理器是基于ARMv7架构的,分为Cortex-M、Cortex-R和Cortex-A三类。
由于应用领域的不同,基于v7架构的Cortex处理器系列所采用的技术也不相同。
基于v7A的称为“Cortex-A系列。
高性能的Cortex-A15、可伸缩的Cortex-A9、经过市场验证的Cortex-A8处理器以及高效的Cortex-A7和Cortex-A5处理器均共享同一体系结构,因此具有完整的应用兼容性,支持传统的ARM、Thumb指令集和新增的高性能紧凑型Thumb-2指令集。
1Cortex-M系列Cortex-M系列又可分为Cortex-M0、Cortex-M0+、Cortex-M3、Cortex-M4;2Cortex-R系列Cortex-R系列分为Cortex-R4、Cortex-R5、Cortex-R7;3Cortex-A 系列Cortex-A系列分为Cortex-A5、Cortex-A7、Cortex-A8、Cortex-A9、Cortex-A15、Cortex-A50等 ,同样也就有了对应内核的Cortex-M0开发板、Cortex-A5开发板、Cortex-A8开发板、Cortex-A9开发板、Cortex-R4开发板等等。
浅谈ARM9,ARM10,ARM11,cortex-A8
我这里就不拿网上那些老一套忽悠大家了,我从我实际的接触谈一谈。
首先ARM9,我所接触的有三星的S3C2410 S3C2440 ,现在据说都要停产了,三星用S3C2416来替代,2416是款很不错的片子,价格也便宜,一包算得话才32块一片,而2440至少40块多一片。
而在性能上,2416全面超越2440,这点毋庸置疑。
三星的芯片市场定位非常的准,虽然种类不多,但是市场占有份额,稳稳的第一。
但2416推的好像不是很好,个人猜测三星已经把精力全部放在A8的市场上了。
ATMEL公司的AT9200 9260,ATMEL公司的东西,一个字,贵。
但它的资源很丰富。
在最初ARM9市场,就ATMEL的ARM9资源最丰富。
比如AT9260,自带7个UART,所以在最初的电力行业竞标上,ATMEL赢了。
FREESCALE的ARM9我接触不是很多,不谈。
然后TI的ARM9,以AM1808为例,性能上和S3C2416差不多,就多个PRU(相当于CPLD),是一个可编程控制器,可以扩各种外设,比如串口,can口,以太网口等。
这也是TI的一个优点,但是目前有个问题,TI并没有开放PRU所有的库,所以实际上,我们能扩的,只有TI已经开放了的对应的库,目前已知开放了的是串口,can口,并口,其他我不知道,也许已经开放了。
再来谈谈ARM10,呵呵,可能大家对于ARM10这个概念接触的不是很多。
因为ARM10的版权被marvell**了。
这个没什么好谈的,marvell对于ARM10的技术支持实在是不敢恭维,这也是导致ARM10市场推的并不好。
来谈谈ARM11吧,可能大家对于ARM11,就只听说过S3C6410,说实话,我也只听说过这个...我在飞凌的6410板子上跑WI NCE系统的时候,测试过软解码的能力,感觉上不怎么样,反正D1是跑不起来。
现在说说当下最火的cortex-A8,三星的S5PV210,市场占有额还是一如既往不错,除了不支持工业级,其他还真的不错,里面带一个SGX540加速器。
arm架构_详谈ARM架构与ARM内核发展史
arm架构_详谈ARM架构与ARM内核发展史1、ARM架构与ARM内核1.1 ARM架构与内核简述⽬前为⽌,ARM总共发布8种架构:ARMv1、ARMv2、ARMv3、ARMv4、ARMv5、ARMv6、ARMv7 、ARMv8,这是ARM架构指令集的多个v版本。
基于不同的ARM架构可以设计出不同特点的内核处理器。
⽐如基于ARMv3架构设计出的处理器ARM6、ARM7,这两款处理器适⽤于不同的场景,硬件可能不同,但是架构指令集是⼀样的。
好⽐盖房⼦,刚开始因为⽔平低流⾏盖平房,这就是⼀种架构(ARMv5),然后这种平房架构你可以设计出⼀款独⽴卫⽣间的款式, 这叫ARM7内核。
然后其他⼈(芯⽚设计公司)想盖房⼦的就买你这个图纸去盖,接着过⼀段时间,有⼈觉得光独⽴卫⽣间还不够啊, 我还想有个⼩院⼦! 好吧,那ARM就满⾜你们的要求,出个带⼩院⼦的款式(ARM9)。
即ARMv1/2/3等是指令集的架构,ARM7/9等是基于架构设计出的内核处理器。
ARM的架构都是基于RISC指令集⽽设计的,内核是实现这⼀指令集的硬件架构的基础。
1.2 ARM各架构之间区别1.2.1 ARM版本Ⅰ:V1版架构该版架构只在原型机ARM1出现过,只有26位的寻址空间,没有⽤于商业产品。
其基本性能有:基本的数据处理指令(⽆乘法);基于字节、半字和字的Load/Store指令;转移指令,包括⼦程序调⽤及链接指令;供操作系统使⽤的软件中断指令SWI;寻址空间:64MB(226)。
1.2.2 ARM版本Ⅱ:V2版架构该版架构对V1版进⾏了扩展,例如ARM2和ARM3(V2a)架构。
包含了对32位乘法指令和协处理器指令的⽀持。
版本2a是版本2的变种,ARM3芯⽚采⽤了版本2a,是第⼀⽚采⽤⽚上Cache的ARM处理器。
同样为26位寻址空间,现在已经废弃不再使⽤。
V2版架构与版本V1相⽐,增加了以下功能:乘法和乘加指令;⽀持协处理器操作指令;快速中断模式;SWP/SWPB的最基本存储器与寄存器交换指令;寻址空间:64MB。
嵌入式系统
嵌入式系统《嵌入式系统》试题库一、填空题1、嵌入式系统的基本定义为:以应用领域中心,以计算机技术为基础,软件硬件可以剪裁,适应环境应用领域系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。
2、从模块结构来看,嵌入式系统由三大部分组成,分别是:硬件、软件和开发平台。
3、从层次角度来看,嵌入式系统由四大部分组成,分别是:应用软件层、操作系统层、板级支持包(或硬件抽象层)和硬件层。
4、嵌入式产品的主要度量指标包含:上市时间、设计成本和产品质量。
5、嵌入式系统的设计过程包括:需求分析、规格说明、体系结构设计、构件设计、系统集成和系统测试。
6、需求分析包含:功能性需求分析和非功能性需求分析。
7、确认输出信号就是数字信号还是模拟信号属功能性市场需求。
8、确认系统的物理尺寸和重量属非功能性市场需求。
9、在嵌入式系统的设计过程中,其中规格说明解决“做什么”。
10、在嵌入式系统的设计过程中,其中体系结构设计解决“如何做”。
11、在嵌入式系统的设计过程中,软硬件划分应该在体系结构设计阶段完成。
12、在嵌入式系统的设计过程中,处理器的选择应该在体系结构设计阶段完成。
13、在嵌入式系统的设计过程中,嵌入式操作系统的选择应该在体系结构设计阶段完成。
14、在嵌入式系统的设计过程中,顺利完成原理图设计应当在构件设计阶段顺利完成。
15、在嵌入式系统的设计过程中,顺利完成版图设计应当在构件设计阶段顺利完成。
16、在嵌入式系统的设计过程中,顺利完成软件设计应当在构件设计阶段顺利完成。
17、反映嵌入式系统设计人员的水平能力主要在于总体设计(需求分析、规格说明和体系结构设计)和系统调试。
18、设计流程所指的就是设计过程中所经历的过程步骤。
19、设计重用技术主要分为基于ip核的模块级重用和基于平台的系统级重用。
20、软硬件协同设计由系统描述、软硬件划分、软硬件协同综合以及软硬件协同模拟与验证几个阶段组成。
21、嵌入式处理器的分类包含三种,分别就是:嵌入式微处理器、微控制器(或单片机)和数字信号处理器(dsp)。
ARM系列处理器功能说明
ARM系列处理器介绍发布: 2010-9-25 11:00 | 作者: —— | 来源: 电子工程世界TAG:ARM一、引言作为Soc(System On Chip)的典型应用,和持电话、机顶盒、数码像机、GPS、个为数字助理以及因特网设备等产品的市场需求越来越大。
目前,基于ARM 的处理器以其高速度、低功耗等诸多优异的性能而成为上述各类产品中选用较多的处理器。
二、ARM内核ARM内核分为ARM7、ARM9、ARM10以及StrongARM等几类。
其中每一类又根据其各自包含的功能模块而分成多种构成在ARM内核中有四个功能模块可供生产厂商根据不同用户的不同要求来配置生产。
这四个模块分别用T、D、M和I来表示。
T:表示Thumb,该内核可从16位指令集扩充到32位ARM指令集。
D:表示Debug,该内核中放置了用于调试的结构,通常它为一个边界扫描JTAG,可使CPU进入调试模式,从而可方便地进行断点设置、单步调试。
M:表示Multiplier,是8位乘法器。
I:表示EmbeddedICE Logic,用于实现断点观测及变量观测的逻辑电路部分,其中的TAP控制器可接入到边界扫描链。
ARM7ARM7 采用ARMV4T(Newman)结构,分为三级流水,空间统一的指令与数据Cache,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。
其中的ARM710,ARM720和ARM740为内带Cache的ARM核。
ARM9ARM9 采用ARMV4T(Harvard)结构,五级流水处理以及分离的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系列相似,其中的ARM920、ARM940和ARM9E为含Cache的CPU核。
性能为 132MIPS(120MHz时钟,3.3V供)或220MIPS(200MHz时钟)。
关于ARM的内核架构介绍
关于ARM的内核架构介绍ARM(Advanced RISC Machines)是一种基于精简指令集(RISC)架构的处理器,广泛应用于嵌入式系统和移动设备。
ARM处理器具有低功耗、高性能和灵活性等特点,因此成为了电子设备领域中最受欢迎的处理器架构之一、本文将重点介绍ARM内核架构及其特点。
ARM内核架构在ARM处理器中起决定性作用,它包含了处理器的主要功能和组件,决定了处理器的性能、能耗和功能。
ARM内核架构包括多种不同的系列,每个系列针对不同应用采用不同的设计方式。
常见的ARM内核包括ARM7、ARM9、ARM Cortex-A系列和Cortex-M系列。
ARM7系列内核是较早期的ARM内核,主要用于低端和中端嵌入式系统。
ARM7内核采用了三级流水线架构,能实现更高的频率,提供了较低的延迟。
此外,ARM7系列采用了Thumb指令集,通过指令长度缩短可以减少存储和传输开销,提高系统性能。
ARM9系列内核相比于ARM7系列,提供了更高的性能和功能。
ARM9内核增加了补充指令集(Jazelle),可以在处理器上执行由Java虚拟机编译的Java字节码,提供了更好的Java应用支持。
ARM9内核还引入了专用的访问控制单元(MMU),使得处理器可以支持虚拟内存管理和操作系统。
Cortex-A系列内核是ARM处理器中最强大的内核,用于高端嵌入式系统和移动设备。
Cortex-A系列采用了超标量乱序执行架构,具有多发射、乱序执行和预测执行等特性,能够充分利用处理器资源,提供出色的性能和能效。
Cortex-A系列还支持大容量的高速缓存和先进的分支预测技术,提高了命中率和指令执行效率。
Cortex-M系列内核是专门为微控制器(MCU)设计的内核,采用了精简的微控制器架构。
Cortex-M系列具有低功耗和低成本的特点,适用于要求较低功耗和实时性能的应用。
Cortex-M系列将处理器核、内存管理单元和外设控制器集成在一个芯片上,具有较小的面积和较低的成本。
ARM内核全解析,从ARM7,ARM9到Cortex-A7,A8,A9,A12,A15到Cortex-A53,A57到Cortex-A72
ARM内核全解析,从ARM7,ARM9到Cortex-A7,A8,A9,A12,A15到Cortex-A53,A57到Cortex-A72ARM全新旗舰架构!Cortex-A72正式发布64位的ARMv8 Cortex-A57/A53刚刚开始普及,ARM已经将目光瞄向了更遥远的未来,2015-02-04宣布了下一代顶级核心,命名为“Cortex-A72”。
A72将会直接取代A57,定位高端市场。
具体的架构设计尚未公开,应该是第二代64位架构,而且作为一个大核心,依然支持big.LITTLE双架构组合,而搭配的小核心依然是A53。
看起来,ARM暂时不打算升级A53,因为此前已经宣称,A53将顺序执行架构做到了极致。
ARM还给出了一些关于A72模糊的性能、功耗指标,因为这显然更吸引人。
ARM宣称,A72最快会在2016年实现商用,初期采用台积电16nm FinFET制造工艺(三星肯定用自家的14nm FinFET),对比20nm工艺的A57核心,它的性能最多可以达到其大约1.8倍,而功耗会有着明显的下降。
再对比28nm工艺的A15,A72更是可以做到大约3.5倍的性能,同等负载下的功耗则降低75%。
而在大小核心双架构组合中,整体功耗还能继续降低40-60%。
目前,海思、联发科、瑞芯微等都已经购买了Cortex-A72的授权,但奇怪的是没有提及正焦头烂额的高通。
中国内地和台湾厂商越来越牛气了!ARM内核全解析,从ARM7,ARM9到Cortex-A7,A8,A9,A12,A15到Cortex-A53,A57前不久ARM正式宣布推出新款ARMv8架构的Cortex-A50处理器系列产品,以此来扩大ARM在高性能与低功耗领域的领先地位,进一步抢占移动终端市场份额。
Cortex-A50是继Cortex-A15之后的又一重量级产品,将会直接影响到主流PC市场的占有率。
围绕该话题,我们今天不妨总结一下近几年来手机端较为主流的ARM处理器。
ARM与STM32之间的关系
ARM是英国的芯片设计公司,其最成功的莫过于32位嵌入式CPU 核----ARM系列,最常用的是ARM7和ARM9,ARM 处理器传统的命名是ARM + 数字的方式:ARM7、ARM9、ARM11,在ARM11以后,ARM 公司使用了新的命名方式:Cortex,对比传统的方式就应该是 ARM12。
ARM公司只负责提供内核部分,ARM把这个核卖给各大半导体公司,如Pllips ,三星,ATMEL ,Intel等。
其中STM32就是以CoterM3为内核的单片机。
ARM的各种架构版本ARM十几年如一日地开发新的处理器内核和系统功能块。
这些包括流行的ARM7TDMI处理器,还有更新的高档产品ARM1176TZ(F)‐S 处理器,后者能拿去做高档手机。
功能的不断进化,处理水平的持续提高,年深日久造就了一系列的ARM架构。
要说明的是,架构版本号和名字中的数字并不是一码事。
比如,ARM7TDMI是基于ARMv4T架构的(T表示支持“Thumb指令”);ARMv5TE架构则是伴随着ARM9E处理器家族亮相的。
ARM9E家族成员包括ARM926E‐S和ARM946E‐S。
ARMv5TE架构添加了“服务于多媒体应用增强的DSP指令”。
后来又出了ARM11,ARM11是基于ARMv6架构建成的。
基于ARMv6架构的处理器包括ARM1136J(F)‐S,ARM1156T2(F)‐S,以及ARM1176JZ(F)‐S。
ARMv6是ARM进化史上的一个重要里程碑:从那时候起,许多突破性的新技术被引进,存储器系统加入了很多的崭新的特性,单指令流多数据(SIMD)指令也是从v6开始首次引入的。
而最前卫的新技术,就是经过优化的Thumb-2指令集,它专为低成本的单片机及汽车组件市场。
ARMv6的设计中还有另一个重大的决定:虽然这个架构要能上能下,从最低端的MCU到最高端的“应用处理器”都通吃,但不能因此就这也会,那也会,但就是都不精。
ARM版本及系列
ARM版本及系列1 概述ARM是Advanced RISC Machine的缩写,它是⼀家微处理器⾏业的知名企业,该企业设计了⼤量⾼性能、廉价、耗能低的RISC (精简指令集)处理器,只设计芯⽚⽽不⽣产。
它提供ARM技术知识产权(IP),将技术授权给世界上许多著名的半导体、软件和OEM⼚商,并提供服务。
ARM版本分为两类,内核版本,处理器版本。
内核版本,也即ARM架构,如ARMv1、ARMv5、ARMv7、ARMv8等。
处理器版本,也即ARM处理器,如ARM1、ARM9、ARM11、ARM Cortex-A(A7、A9、A15),ARM Cortex-M(M1、M3、M4)、ARM Cortex-R,这个也是我们通常意义上所指的ARM版本。
2 版本⽬前,ARM版本信息如下表所⽰。
内核(架构)版本处理器版本ARMv1ARM1ARMv2ARM2、ARM3ARMv3ARM6、ARM7ARMv4StrongARM、ARM7TDMI、ARM9TDMIARMv5ARM7EJ、ARM9E、ARM10E、XScaleARMv6ARM11、ARM Cortex-MARMv7ARM Cortex-A、ARM Cortex-M、ARM Cortex-RARMv8ARM Cortex-A30、ARM Cortex-A50、ARM Cortex-A703 Cortex-A系列Cortex-A,代表先进的意义(Advanced),⽬标是以最佳功耗实现最⾼性能,主要应⽤领域包括汽车、⼯业、医学、调制解调器、存储等。
Cortex-A也是⽬前应⽤最⼴的处理器版本。
该系列处理器主要包括Cortex-A5、Cortex-A7、Cortex-A8、Cortex-A9、Cortex-A15、Cortex-A17、Cortex-A32、Cortex-A35、Cortex-A53、Cortex-A57、Cortex-A72、Cortex-A73。
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ARM7、ARM9、ARM11、ARM-Cortex的关系
1. ARM7、ARM9、ARM11、ARM-Cortex的关系
ARM7:ARMv4架构,ARM9:ARMv5架构,ARM11:ARMv6架构,ARM-Cortex 系列:ARMv7架构 ARM7没有MMU(内存管理单元),只能叫做MCU(微控制器),不能运行诸如Linux、WinCE等这些现代的多用户多进程操作系统,因为运行这些系统需要MMU,才能给每个用户进程分配进程自己独立的地址空间。
ucOS、ucLinux这些精简实时的RTOS不需要MMU,当然可以在ARM7上运行。
ARM9、ARM11,是嵌入式CPU(处理器),带有MMU,可以运行诸如Linux等多用户多进程的操作系统,应用场合也不同于ARM7。
到了ARMv7架构的时候开始以Cortex来命名,并分成Cortex-A、Cortex-R、Cortex-M 三个系列。
三大系列分工明确:“A”系列面向尖端的基于虚拟内存的操作系统和用户应用;“R”系列针对实时系统;“M”系列对微控制器。
简单的说Cortex-A系列是用于移动领域的CPU,Cortex-R和Cortex-M系列是用于实时控制领域的MCU。
所以看上去ARM7跟Cortex-M很像,因为他们都是MCU,但确是不同代不同架构的MCU(Cortex-M 比ARM7高了三代!),所以性能也有很大的差距。
此外,Cortex-M系列还细分为M0、M3、M4和超低功耗的M0+,用户依据成本、性能、功耗等因素来选择芯片。
想必楼主现在肯定知道了ARM7、Cortex-M的区别,不过还是花了点时间整理在此,可以帮助后来的初学者搞明白这些基本的概念性问题
2. ARM7,ARM9,cortex-m3,cortex-m4,cortex-a8的区别
arm系列从arm11开始,以后的就命名为cortex,并且性能上大幅度提升。
从cortex 开始,分为三个系列,a系列,r系列,m系列。
m系列与arm7相似,不能跑操作系统(只能跑ucos2),偏向于控制方面,说白了就是一个高级的单片机。
a系列主要应用在人机互动要求较高的场合,比如pda,手机,平板电脑等。
a系列类似于cpu,与arm9和arm11相对应,都是可以跑草错系统的。
linux等。
r系列,是实时控制。
主要应用在对实时性要求高的场合。
arm7和m3,m4是同一类型。
这三个里面,arm7是最早的arm产品。
m3是cortex m系列的过渡品,其低端市场被cortex m0的高端替代,其高端市场又被cortex m4的低端取代。
现在m系列,是m4内核的。
典型的芯片是st公司和飞思卡尔公司的。
arm9 和cortex a8 是一个类型的,都是跑操作系统的,现在的高端手机,三
星,htc等智能手机,就是用的cortex a8,cortex a9 内核的芯片作为cpu。
(1)ARM7,ARM9属于v4T或v5E架构
(2)ARM11属于v6架构
(3)Contex属于v7架构
ARM7,ARM9的区别在于是否有MMU(存储器管理单元)或MPU(存储器保护单元)架构上v5E相比v4T则是在于v5E新加入的增强型DSP(数字信号处理)指令,v4T则是Thumb 指令集的加入,v6架构则是开始支持SIMD以及Thumb2的问世.。