第2章 嵌入式处理器
ARM处理器具有高性能、低功耗、低价格等优势,同时拥有丰富的可选择芯片、广泛的第三方支持以及完整的产品线和发展规划,因此得到了广泛应用。本章将阐述AIM处理器的体系架构和基本组成,同时结合三星$3C2440A微处理器进行扩展。
2.1 ARM处理器
2.1.1 ARM体系架构
处理器的体系结构定义了指令集体系结构(instruction set architecture,ISA)和基于这一体系结构下处理器的程序员模型,尽管每个处理器性能不同,所面向的应用不同,但每个处理器的实现都要遵循这一体系结构。删体系结构经历了30年的发展,其指令集从Vl发展到V7,真正大规模实用的版本从V4开始。
1.V1版架构
ARM体系结构V1版描述的是第一个ARM处理器,由英国的Acorn Computer公司在1983一1985年开发,并由合作伙伴VLSI公司生产。第一批ARM芯片具有基本的数据处理指令,字节、半字和字的Load/Store指令,包括子程序调用及链接指令的转移指令、软件中断指令,寻址空间为26位,不支持乘法或协处理器。由于刪处理器主要的客户BBC Archimedes计算机被采用Intel.X86架构的IBM PC击败,所以这种芯片很少被制造,但使AI(M成为了全球第一个商用单片RIS(:微处理器。
2.V2版架构
ARM2芯片在Acom的Archimedes和A3000产品中批量销售,具有32位数据总线、26位寻址空间和27今32位寄存器,程序计数器限制为24bit,支持32位结果的乘法指令和协处理器,支持快速中断模式,不包含任何高速缓存。ARM2可能是全世界最简单实用的32位微处理器,仅容纳了30000个晶体管,使用ARM公司的ARM V2体系结构。
3.V3版架构
AI(M公司在1991年发布了微处理器ARM6,这是ARM推出的第一款嵌入式RISC核心,其容纳的晶体管数增加到35000个,它可以作为独立的处理器(ARM60)或者作为具有片上高速缓冲存储器、MMU和写缓冲(用于Apple Newton的ARM600和ARM610)。
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