嵌入式微處理器的應(yīng)用對比表 - ARM在嵌入式系統(tǒng)中的應(yīng)用

　　為什么要用位處理器?隨著電子設(shè)備日新月異的發(fā)展，電子設(shè)備功能越來越完備，無論軍品、工業(yè)品還是民品設(shè)計理念都越來越人性化。很簡單的講，您家里空調(diào)、電視、DVD每樣設(shè)備都單獨使用一臺遙控器，我們是否能夠把他們幾合一呢?豈不是更加方便?管理這么一堆設(shè)備從軟件上來講肯定是復(fù)雜的多了，從硬件方面當(dāng)然也需要功能更加強大、功耗極低、價格更廉價的處理器來支持，32位的ARM處理器能夠輕松完成以上需求。在您所涉及的產(chǎn)品領(lǐng)域中肯定還有更多的類似需要強大軟件硬件支持的改進項目。隨著社會的進步人們的生活需要更加智能化的產(chǎn)品，32位處理器必然會進入到我們的生活。各種不同位數(shù)的嵌入式處理器的應(yīng)用層面也有很明顯的區(qū)別，越高位的嵌入式系統(tǒng)微處理器數(shù)據(jù)處理的運算性能和及其產(chǎn)品附加價值也就越高。

　　繼產(chǎn)業(yè)之后，嵌入式系統(tǒng)領(lǐng)域顯然已經(jīng)成為另一種科學(xué)，也由于網(wǎng)絡(luò)與通訊的高速進步，帶動了信息家電，信息工業(yè)的潮流，嵌入式系統(tǒng)已經(jīng)成為不可或缺的生活必需品。他的發(fā)展方向?qū)⑹枪δ茉絹碓綇姶?，綜合數(shù)字處理能力、管理能力、控制能力、通訊能力為一體的系統(tǒng)。概括總結(jié)為高性能、高集成度的系統(tǒng)將是嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展方向。

　　什么是ARM? 32位嵌入式處理器中有ARMM-COREARM(Advanced RISC Machines)是微處理器行業(yè)的一家知名企業(yè)，設(shè)計了大量高性能、廉價、耗能低的RISC處理器、相關(guān)技術(shù)及軟件。技術(shù)具有性能高、成本低和能耗省的特點。適用于多種領(lǐng)域，比如嵌入控制、消費/教育類多媒體、DSP和移動式應(yīng)用等。ARM將其技術(shù)授權(quán)給世界上許多著名的半導(dǎo)體、軟件和OEM廠商，每個廠商得到的都是一套獨一無二的ARM相關(guān)技術(shù)及服務(wù)。利用這種合伙關(guān)系，ARM很快成為許多全球性RISC標(biāo)準(zhǔn)的締造者。在嵌入式處理器領(lǐng)域中取得了霸主地位，目前有100多家公司與ARM簽訂了硬件技術(shù)使用許可協(xié)議，其中包括Intel、IBM、LG半導(dǎo)體、NEC、SONY、菲利浦和國民半導(dǎo)體這樣的大公司。至于軟件系統(tǒng)的合伙人，則包括微軟、升陽和MRI等一系列知名公司。

　　2、ARM嵌入式系統(tǒng)

　　ARM公司并不生產(chǎn)芯片，他向芯片制造商提供知識產(chǎn)權(quán)，優(yōu)異的體系結(jié)構(gòu)和開放的平臺，使ARM處理器應(yīng)用非常廣泛，各大公司都同時投入大量的人力研究ARM內(nèi)核的處理器，這不同于CPU幾乎由2家公司壟斷生產(chǎn)，ARM處理器的選擇范圍非常寬廣，同內(nèi)核可以選擇任意一家廠商的芯片。由于多家的支持努力，基于ARM內(nèi)核的處理器芯片外設(shè)非常豐富，這個用戶帶來了極大的方便，很多情況都可以一個芯片就可以完成全部的資源需求。嵌入式操作系統(tǒng)Windows CE可支持多種嵌入式處理器，但基于Windows CE的Pocket PC操作系統(tǒng)只支持ARM處理器。微軟在對SH3、MIPS、ARM等嵌入式處理器做了評估后認為，ARM是一種性價比較好的選擇。由于目前ARM在手持設(shè)備市場占有90%以上的份額，只支持ARM，可以有效地縮短應(yīng)用程序開發(fā)與測試的時間，也降低了研發(fā)費用。由于ARM開放其處理器授權(quán)，因此，用戶在市場上可以在多家整機廠商中進行選擇，從而保證了這一市場的競爭性。

　　ARM處理器的優(yōu)點，ARM處理器本身是位設(shè)計，但也配備16位指令集。一般來講存儲器比等價位代碼節(jié)省達%，然而保留了32位系統(tǒng)的所有優(yōu)勢。 ARM的Jazelle技術(shù)使Java加速得到比基于軟件的Java虛擬機(JVM)高得多的性能，和同等的非Java加速核相比功耗降低80%。 CPU功能上增加DSP指令集提供增強的16位和32位算術(shù)運算能力，提高了性能和靈活性。ARM內(nèi)核最初是位手持通訊設(shè)備設(shè)計的，所以他的功耗非常低。

　　3、ARM產(chǎn)品介紹

　　ARM提供一系列內(nèi)核、體系擴展、微處理器和系統(tǒng)芯片方案。由于所有產(chǎn)品均采用一個通用的軟件體系，所以相同的軟件可在所有產(chǎn)品中運行(理論上如此)。典型的產(chǎn)品如下。

　　CPU內(nèi)核

　　ARM7：小型、快速、低能耗、集成式RISC內(nèi)核，用于移動通信。

　　ARM7TDMI(Thumb):這是公司授權(quán)用戶最多的一項產(chǎn)品，將ARM7指令集同Thumb擴展組合在一起，以減少內(nèi)存容量和系統(tǒng)成本。同時，它還利用嵌入式ICE調(diào)試技術(shù)來簡化系統(tǒng)設(shè)計，并用一個DSP增強擴展來改進性能。該產(chǎn)品的典型用途是數(shù)字蜂窩電話和硬盤驅(qū)動器。

　　ARM710系列，包括ARM710、ARM710T、ARM720T和ARM740T:低價、低能耗、封裝式常規(guī)系統(tǒng)微型處理器，配有高速緩存(Cache)、內(nèi)存管理、寫緩沖和JTAG。廣泛應(yīng)用于手持式計算、數(shù)據(jù)通信和消費類多媒體。

　　ARM7優(yōu)化用于對價位和功耗敏感的消費應(yīng)用的低功耗32位核，非常低的功耗;三段流水線和馮·諾依曼結(jié)構(gòu)，提供0.9MIPS/MHz。

　　ARM9TDMI:采用5階段管道化ARM9內(nèi)核，同時配備Thumb擴展、調(diào)試和Harvard總線。在生產(chǎn)工藝相同的情況下，性能可達ARM7TDMI的兩倍之多。常用于連網(wǎng)和頂置盒。

　　ARM940T系列低價、低能耗、高性能系統(tǒng)微處理器，配有、內(nèi)存管理和寫緩沖。應(yīng)用于高級引擎管理、保安系統(tǒng)、頂置盒、便攜計算機和高檔打印機。StrongARM:性能很高、同時滿足常規(guī)應(yīng)用需要的一種微處理器技術(shù)，與DEC聯(lián)合研制，后來授權(quán)給Intel。SA110處理器、SA1100 PDA系統(tǒng)芯片和SA1500多媒體處理器芯片均采用了這一技術(shù)。

　　ARM920T, ARM922T, ARM940T,ARM966E-S,ARM968E-S,ARM996HS 有著高性能和低功耗領(lǐng)先的硬宏單元，5級流水線結(jié)構(gòu);哈佛結(jié)構(gòu)提供1.1MIPS/MHz。ARM920T和ARM922T內(nèi)置全性能的MMU、指令和數(shù)據(jù)Cache和高速AMBA總線接口。AMBA片上總線是一個開放標(biāo)準(zhǔn)，已成為SoC構(gòu)建和IP庫開發(fā)的事實標(biāo)準(zhǔn)。AMBA先進的高性能總線(AHB)接口現(xiàn)由所有新的ARM核支持，提供開發(fā)全綜合設(shè)計系統(tǒng)。ARM940T內(nèi)置指令和數(shù)據(jù)Cache、保護單元和高速AMBA總線接口。

　　ARM7500和ARM7500FE:高度集成的單芯片RISC計算機，基于一個緩存式ARM7 32位內(nèi)核，擁有內(nèi)存和I/O控制器、3個DMA通道、片上視頻控制器和調(diào)色板以及立體聲端口;ARM7500FE則增加了一個浮點運算單元以及對EDO DRAM的支持。特別適合電視頂置盒和網(wǎng)絡(luò)計算機(NC)。

　　ARM10 ARM1020E,ARM1022E,ARM1026EJ-S,系列是64位AHB指令和數(shù)據(jù)接口;6級流水線結(jié)構(gòu);1.25MIPS/MHz;比同等的ARM9器件性能提高50%。添加了兩種新的先進的節(jié)能方式得到了異常低的耗電。VFP10協(xié)處理器完善地依從ARM10器件提供高性能的浮點解決方案 ARM10有三個內(nèi)核分別是：ARM1026EJ-S?,ARM1020E?, ARM1022E? 。

　　ARM11 ARM11 MPCore,ARM1136J(F)-S,ARM1176JZ(F)-S 這是高效率高性能的CPU,國內(nèi)還沒有產(chǎn)品出現(xiàn)。