求幾種著名的ARM處理器及其應用場合
什麽是ARM 1991 年 ARM 公司成立於英國劍橋,主要出售芯片設計技術的授權。ARM 公司是專門從事基於 RISC 技術芯片設計開發的公司,作為知識產權供應商,本身不生產芯片,靠轉讓設計許可由合作公司生產各具特色的芯片,世界各大半導體生產商從ARM公司購買其設計的 ARM 微處理器核,根據各自不同的應用領域,加入適當的外圍電路,從而形成自己的 ARM 微處理器芯片進入市場。目前,全世界有幾十家大的半導體公司都使用 ARM 公司的授權,因此既使得 ARM 技術獲得更多的第三方工具、制造、軟件的支持,又使整個系統成本降低,使產品更容易進入市場被消費者所接受,更具有競爭力。
ARM的應用領域
到目前為止, ARM 微處理器及技術的應用幾乎已經深入到各個領域:
工業控制領域:作為32 的 RISC 架構,基於 ARM 核的微控制器芯片不但占據了高端微控制器市場的大部分市場份額,同時也逐漸向低端微控制器應用領域擴展, ARM 微控制器的低功耗、高性價比,向傳統的 8 位 /16 位微控制器提出了挑戰。
無線通訊領域:目前已有超過 85% 的無線通訊設備采用了 ARM 技術, ARM 以其高性能和低成本,在該領域的地位日益鞏固。
網絡應用:隨著寬帶技術的推廣,采用 ARM 技術的 ADSL 芯片正逐步獲得競爭優勢。此外,ARM 在語音及視頻處理上行了優化,並獲得廣泛支持,也對 DSP 的應用領域提出了挑戰。
消費類電子產品: ARM 技術在目前流行的數字音頻播放器、數字機頂盒和遊戲機中廣泛采用。
成像和安全產品:現在流行的數碼相機和打印機中絕大部分采用 ARM 技術。手機中的 32位 SIM 智能卡也采用了 ARM 技術。
除此以外,ARM 微處理器及技術還應用到許多不同的領域,並會在將來取得更加廣泛的應用。
ARM 微處理器的特點
采用 RISC 架構的 ARM 微處理器壹般具有如下特點:
體積小、低功耗、低成本、高性能;
支持 Thumb ( 16 位) /ARM ( 32 位)雙指令集,兼容 8 位 /16 位器件;
大量使用寄存器,指令執行速度更快;
大多數數據操作都在寄存器中完成;
尋址方式靈活簡單,執行效率高;
指令長度固定;
ARM 微處理器的分類
ARM 微處理器目前包括下面幾個系列,以及其它廠商基於 ARM 體系結構的處理器,除了具有ARM 體系結構的***同特點以外,每壹個系列的 ARM 微處理器都有各自的特點和應用領域。
·ARM7 系列
ARM7 系列微處理器為低功耗的 32 位 RISC 處理器,最適合用於對價位和功耗要求較高的消費類應用。 ARM7 微處理器系列具有如下特點:
具有嵌入式 ICE - RT 邏輯,調試開發方便。
極低的功耗,適合對功耗要求較高的應用。
能夠提供0.9MIPS/MHz 的三級流水線結構。
代碼密度高並兼容 16 位的 Thumb 指令集。
對包括 Windows CE 、 Linux 、 Palm OS 等操作系統廣泛支持。
指令系統與ARM9 系列、 ARM9E 系列和 ARM10E 系列兼容,便於產品升級換代。
主頻最高可達130MIPS ,高速的運算處理能力能勝任絕大多數的復雜應用。
ARM7 系列微處理器的主要應用領域為:工業控制、 Internet 設備、網絡和調制解調器設備、移動電話等多種多媒體和嵌入式應用。
ARM7 系列微處理器包括如下幾種類型的核: ARM7TDMI 、 ARM7TDMI-S 、ARM720T 、 ARM7EJ 。其中, ARM7TMDI 是目前使用最廣泛的 32 位嵌入式 RISC 處理器,屬低端ARM 處理器核。
·ARM9 系列
ARM9 系列微處理器在高性能和低功耗特性方面提供最佳的性能。具有以下特點:
5 級整數流水線,指令執行效率更高。
提供 1.1MIPS/MHz 的哈佛結構。
支持 32 位 ARM 指令集和 16 位 Thumb 指令集。
支持 32 位的高速 AMBA 總線接口。
全性能的MMU ,支持 Windows CE 、 Linux 、 Palm OS 等多種主流嵌入式操作系統。
MPU 支持實時操作系統。
支持數據 Cache 和指令 Cache ,具有更高的指令和數據處理能力。
ARM9 系列微處理器主要應用於無線設備、儀器儀表、安全系統、機頂盒、高端打印機、數字、照相機和數字攝像機等。
ARM9 系列微處理器包含 ARM920T 、 ARM922T 和 ARM940T 三種類型,以適用於不同的應用場合。
·ARM9E 系列
ARM9E 系列微處理器為綜合處理器,使用單壹的處理器內核提供了微控制器、 DSP 、 Java應用系統的解決方案,極大的減少了芯片的面積和系統的復雜程度。 ARM9E 系列微處理器提供了增強的 DSP 處理能力,很適合於那些需要同時使用 DSP 和微控制器的應用場合。
ARM9E 系列微處理器的主要特點如下:
支持 DSP 指令集,適合於需要高速數字信號處理的場合。
5 級整數流水線,指令執行效率更高。
支持 32 位 ARM 指令集和 16 位 Thumb 指令集。
支持 32 位的高速 AMBA 總線接口。
支持 VFP9 浮點處理協處理器。
全性能的 MMU ,支持 Windows CE 、 Linux 、 Palm OS 等多種主流嵌入式操作系統。
MPU 支持實時操作系統。
支持數據 Cache 和指令 Cache ,具有更高的指令和數據處理能力。
主頻最高可達 300MIPS 。
ARM9E系列微處理器主要應用於無線設備、數字消費品、成像設備、工業控制、存儲設備和網絡設備等領域。
ARM9E 系列微處理器包含 ARM926EJ-S 、 ARM946E-S 和 ARM966E-S 三種類型,以適用於不同的應用場合。
·ARM10E 系列
ARM10E 系列微處理器具有高性能、低功耗的特點,由於采用了新的體系結構,與同等的 ARM9器件相比較,在同樣的時鐘頻率下,性能提高了近 50 %,同時, ARM10E 系列微處理器采用了兩種先進的節能方式,使其功耗極低。ARM10E 系列微處理器的主要特點如下:
支持 DSP 指令集,適合於需要高速數字信號處理的場合。
6 級整數流水線,指令執行效率更高。
支持 32 位 ARM 指令集和 16 位 Thumb 指令集。
支持 32 位的高速 AMBA 總線接口。
支持 VFP10 浮點處理協處理器。
全性能的 MMU ,支持 Windows CE 、 Linux 、 Palm OS 等多種主流嵌入式操作系統。
支持數據 Cache 和指令 Cache ,具有更高的指令和數據處理能力
主頻最高可達 400MIPS 。
內嵌並行讀 / 寫操作部件。
RM10E 系列微處理器主要應用於下壹代無線設備、數字消費品、成像設備、工業控制、通信和信息系統等領域。
ARM10E 系列微處理器包含 ARM1020E 、 ARM1022E 和 ARM1026EJ-S 三種類型,以適用於不同的應用場合。
·SecurCore 系列
SecurCore 系列微處理器專為安全需要而設計,提供了完善的 32 位 RISC 技術的安全解決方案,因此, SecurCore 系列微處理器除了具有 ARM 體系結構的低功耗、高性能的特點外,還具有其獨特的優勢,即提供了對安全解決方案的支持。
SecurCore 系列微處理器除了具有 ARM 體系結構各種主要特點外,還在系統安全方面具有如下的特點:
帶有靈活的保護單元,以確保操作系統和應用數據的安全。
采用軟內核技術,防止外部對其進行掃描探測。
可集成用戶自己的安全特性和其他協處理器。
SecurCore 系列微處理器主要應用於壹些對安全性要求較高的應用產品及應用系統,如電子商務、電子政務、電子銀行業務、網絡和認證系統等領域。
SecurCore 系列微處理器包含 SecurCore SC100 、 SecurCore SC110 、 SecurCore
C200 和 SecurCore SC210 四種類型,以適用於不同的應用場合。
·Intel 的 Xscale
Xscale 處理器是基於 ARMv5TE 體系結構的解決方案,是壹款全性能、高性價比、低功耗的處理器。它支持 16 位的 Thumb 指令和 DSP 指令集,已使用在數字移動電話、個人數字助理和網絡產品等場合。Xscale 處理器是 Intel 目前主要推廣的壹款 ARM 微處理器。
·Intel 的 StrongARM
Intel StrongARM SA-1100 處理器是采用 ARM 體系結構高度集成的 32 位 RISC 微處理器。它融合了 Intel 公司的設計和處理技術以及 ARM 體系結構的電源效率,采用在軟件上兼容 ARMv4 體系結構、同時采用具有 Intel 技術優點的體系結構。Intel StrongARM 處理器是便攜式通訊產品和消費類電子產品的理想選擇,已成功應用於多家公司的掌上電腦系列產品。
其中, ARM7、ARM9、ARM9E和ARM10為4個通用處理器系列,每壹個系列提供壹套相對獨特的性能來滿足不同應用領域的需求。 SecurCore 系列專門為安全要求較高的應用而設計。