第8章ARMRISC架构微处理器

（1）、在ADS编译环境下的ARM伪操作和宏指令
（2）、GNU编译环境下的ARM伪操作与宏指令
（3）、ARM汇编语言的伪指令
（4）、ARM汇编语言程序设计
举例：ARMex, CODE, READONLY;设置本段程序的名称及属性，代码段名称
ENTRY
;标记要执行的第一条指令
Start MOV R0,#10
四、基于ARM核芯片选择 从应用的角度，介绍ARM选择的一般原则。 （1）、MMU （2）、USB接口 （3）、GPIO数量 （4）、中断控制器 （5）、I2S音频接口 （6）、nWAIT信号 （7）、RTC
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（8）、LCD控制器 （9）、PWM输出 （10）、ADC和DAC （11）、PS2 （12）、CAN总线 （13）、扩展总线 （14）、UART和IrDA （15）、时钟计数器和watchdog计数器 （16）、电源管理功能 （17）、DMA控制器 从多内核ARM角度来选择芯片 主要有3种：ARM+DSP;ARM+FPGA;多ARM核
（2）、ARM9核的特点 与ARM7（只有3级流水线）相比有5级的流水线，采
用指令和数据存储器分开的Harvard体系结构。在相同 的工艺下，ARM9TDMI的性能是ARM7TDMI的2倍。 还有：全性能的MMU、指令和数据Cache、高速 AMBA等
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（3）、ARM10核 ARM10TDMI的性能近似是ARM9TDMI的2倍。在两个
;设置参数
MOV R1,#3
ADD R0,R0,R1
;R0=R0+R1
Stop
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(5)、嵌入式C语言程序设计
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六、基于S3C44B0X的嵌入式应用开发实例 (1)、概述 Samsung S3C44B0X是专为手持设备和一般应用提供的高性价
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2、ARM处理器的特点及应用
特点主要有：体积小、功耗低、成本低性能高；16位/32位双指 令集；多合作厂家。推出的新的ARM体系结构在三方面扩充： Thumb指令，用以减小代码占的存储单元；DSP指令集； Jazeller用于执行Java。
主要应用在：消费电子、图象处理、无线通信；工业 自动化控制、网络应用的嵌入式实时系统；智能卡等 应用。
带8KCache的2.5VARM7TDMI CPU核；
Watchdog
功耗控制模式：正常、低、休眠和停止等
S344BX采用0.25um CMOS工艺制造，采用Samsung ARM CPU嵌入式控制器总线结构。
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3、ARM处理器的分类 ARM系列有5个系列ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ每种ARM系列的体系结构都有
一些演变。通常将某些特殊功能的ARM体系称为它的 某种变种（Variant)，如：支持Thumb指令集的ARM体 系称为T变种。主要有：T变种、M变种、E变种、J变 种和SIMD变种。 从应用上分类：用于开放平台的内核和用于实时操作 系统的内核。 ARM体系结构命名的规则（p115)：
StrongARM处理器核
5级流水线
（4）、SecurCore系列核
提供了对安全解决方案的支持，主要特性有：
带有灵活的保护单元，以确保操作系统和应用数据的 安全；采用软内核技术，防止外部对其进行扫描探测； 可集成用户自己的安全特性和其他协处理器。主要用 2在020/：6/19电子商务、网络和认证系统、电子银行等。
主要在PDA应用，还有网络设备。有133MHZ和206MHZ两种 20主20/6频/19产品。
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五、基于ARM的嵌入式系统应用程序设计
集成开发环境IDE:ADS/SDT IDE开发环境和集成GNU 开发工具的IDE开发环境（由GNU的汇编器as、交叉编 译器gcc和链接器ld等组成。
第八章 ARM RISC架构微处理器
一、ARM（教材P113) 1、概述 ARM网站：arm arm ARM7 Thumb嵌入式系统微处理器系列 arm/armtech/ARM7_Thumb; arm/armtech/arm9_thumb arm/armtech/arm10_thumb
SA1110的内存接口分为动态内存与静态内存。动态内存接口提 供4组16位或32位宽度的DRAM接口，每组可以配置128M字节 的内存，0组和1组、2组和3组配对，每对要求有相同的容量和 位宽度。静态内存接口有6组，每1组可以达到64M字节的内存数 据。可以设定成16位或是32位宽度的数据总线。
SA1110提供了外围接口如串行信号控制、LED控制、USB、支 持115Kbit/S和4Mbit/S的IrDA、支持230Kbit/S兼容16550的 UART及其他协议控制接口。
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Xscale微处理器的工作频率最高达1GHz，这主要是Intel公司在 Xscale微处理器中采用了Pentium 3微处理器中的超级流水线 技术。这样，在1.75w功率消耗下，工作频率可以达1270MIPS。
在功耗方面， Xscale有功率管理单元，使得工作频率随着需 求作出弹性变化，比如说，在功耗达50MW时， Xscale的工作 频率会降低到200MHz。
2、 Xscale微处理器应用产品开发 Intel公司提出个人网络客户端架构（Intel Personal
Internet Client Architecture-PCA）是一个符合信息家电特 性的个人数字化产品。主要由三个组件组成。 Xscale微处理器具有与ARM RISC微处理器兼容的程序执行核心， 内部拥有ARM V.5TE兼容指令集，也可以使用16位ARM Thumb指 令集，另外还有集成性的DSP指令集。程序开发人员可以使用 简单的ARM RISC开发技术，
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SA1110相关网站：
developer.intel/design/strong/1110_brf.htm developer.intel developer.intel/design/intarch
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SA1110/SA1111模拟实验板 Intel针对SA1110/SA1111设计了1个仿真实验板，包含了一个
比的微控制器解决方案。它采用ARM7TDMI核，工作在66MHZ。 S344BX还集成了下列部件： 8KB Cache、外接存储器控制器、LCD控制器、4个DMA通道、 2通道的UART、1个I2C总线、1个I2S总线控制器、5通道PWD 定时器、1个内部定时器、71个通用I/O、8个外部中断源、实时 时钟、8通道12位ADC、带PLL片上时钟发生器等。 片上集成的功能还有：
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StrongARM内核芯片
SA1110提供内存总线，用来支持额外的内存及相关装置，如 DRAM、SDRAM (synchronous DRAM)、 SMROM(synchronous mask ROM)、Flash、SRAM、PCMCIA 等扩充内存等，这些是由SA1110内存接口寄存器进行相关的状 态设定。
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三、带ARM内核的嵌入式处理器芯片
合作的公司很多，如：Ericsson获得ARM处理器授权，用于蓝 牙和快速以太网接入；Motorola的PowerPC、M.core和 ColdFire 32位嵌入式处理器加入ARM产品，另外NS、ST、 Atmel、三星等公司的ARM产品。教材从p122~134列出了几个 大公司的带ARM内核的芯片。
SA1110的系统总线架构是1个高性能的同步总线。 SA1110的DMA控制器就像1个Gateway，作为连接外围装置与
SA1110控制核心的1个接口，对各个外围装置进行直接内存存取。 SA1110没有外加协同微处理器(Coprocessor)，主要没有
coprocessor总线。SA1110内部有一个内嵌的Comprocessor 15， 用来控制SA1110内部的主存控制单元、高速缓存、时钟控制及 2断020点/6/1等9 。
方面有改善，即：提高时钟频率（提高流水线为6级， 指令译码级是处理器逻辑中唯一不能充分流水线化以 支持高速时钟的部分，所以在这增加了一级）和降低 CPI
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（3）、Xscale和StrongARM系列核
Xscale处理器是StrongARM处理速度的2倍。主要的内 部结构是：32KB数据、指令Cach、微小数据Cach增 加到2KB；超级流水线结构增加到7级；乘法/加法器和 特定的DSP型协处理器CP0，主要是对多媒体技术的 支持；动态电源管理。
二、Intel公司Xscale架构微处理器
1、Xscale微处理器硬件架构 MCU与DSP相结合是非常先进的概念，Intel公司也紧随TI公司
推出了新一代嵌入式系统平台Xscale。此平台是StrongARM嵌入 式微处理器的第二代产品。与StrongARM相比，Xscale有更好的 数据处理效率，具有更低的功率消耗以及更强大的周边集成能 力。Xscale是根据ARM公司ARM V5TE核来设计的，但Xscale并不 包含ARM中所拥有的浮点运算硬件电路，Xscale只拥有整数运算 线路架构。 Xscale除了具有ARM RISC微处理器外，还具有协微处理器接口， 可以直接扩充DSP微处理器。Intel公司与Analog Devices共同 研发数字信号处理基带电路。Intel公司把Xscale微处理器、 DSP与基带处理芯片和闪存结合成个人通信装置的完整解决方案。
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4、ARM处理器硬件结构特点 (1)、ARM7TDMI核的外围硬件接口信号如图5-5所示
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ARM7TDMI名称的具体含义： ARM7 32位ARM体系结构4T版本； T Thumb 16位压缩指令集； D 支持片上Debug，允许处理器响应调试请求暂停 M 支持长乘指令 I EmbeddedICE硬件，支持片上断点和调试点。 每组信号的作用： 1）、存储器接口 2）、MMU接口:主要进行存储器区域的访问控制 3）、总线控制 4）、时钟控制 5）、状态输出、配置、中断、初始化、Debug接口 2602）0/6/1、9 协处理器接口、电源、JTAG接口、边界扫描
SA1110或SA1111，还有许多外围装置，是一个很方便的开发 工具。SA1110模拟实验板具有以下几个特点： SA1110使用100MHZ工作频率的内存控制单元，可以支持高速 SDRAM、SRAM等。SA1110包括16K字节的指令Cache、8K 数据Cache以及512 Byte的mini-Cache用来提高数据处理性能； 支持54 Pin的TSOP插槽，提供64M、128M或256MByte的 SDRAM； 支持64MByte或128M Flash； 可以直接外接Sharp3.9英寸，320X240分辨率的LCD； 拥有wireless interface，支持CDMA及GSM等通信协议，也支 持Bluetooth连接和应用； 拥有电视Video信号Encode，支持NTSC/PAL、S-Video及 RGB等视频数据； 拥有USB、IrDA、串口、语音接口、软件modem等。 StrongARM的应用
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（2）、引脚说明
S3C44B0X的引脚主要分：DRAM/SDRAM/SRAM、LCD控制信 号、TIMER/PWM控制信号、中断控制信号、DMA控制信号、 UART控制信号、I2C控制信号、I2S控制信号、ADC、GPIO、 JTAG测试逻辑控制信号、时钟复位信号等。