1.3 ARM处理器体系结构

作者: 苏东 出处:电子工业出版社易飞思公司 　2007-08-15 16:35　   砖    好    评论  条 　进入论坛

阅读提示：《主流ARM嵌入式系统设计技术与实例精解》第1章介绍了嵌入式系统与ARM处理器，嵌入式系统是软件和硬件的综合体，也是一种以应用为中心、以计算机技术为基础，软、硬件都具有可裁剪性的专用“计算机”系统。本节是ARM处理器体系结构。

1.3  ARM处理器体系结构
嵌入式处理器种类繁多，从8位、16位、32位到64位都有。本章介绍的嵌入式应用处理器主要有ARM、MIPS、PowerPC、X86、68K/Cold fire等，下面对这些处理器进行一些简单介绍。
MIPS是Microprocessor without Inter-locked Pipeline Stages的缩写，是由MIPS技术公司开发的一种处理器内核标准。目前有32位和64位MIPS芯片，芯片也是由MIPS技术公司生产的。
PowerPC是早期Motorola公司和IBM公司联合为Apple公司的MAC机开发的CPU芯片，商标权同时属于IBM和Motorola两家公司，并一度成为他们的主导产品。IBM公司主要的PowerPC产品有PowerPC 604s（深蓝内部的CPU）、PowerPC 750、PowerPC G3（1.1GHz）。Motorola公司则主要有MC和MPC系列。尽管他们产品不一样，但都采用PowerPC的内核。这些产品在电信、金融和其他许多行业都具有广泛的应用。
x86系列处理器起源于Intel架构的8080，然后发展出286、386、486直到现在的奔腾处理器乃至双核处理器等。从嵌入式市场来看，486DX也应该是和ARM、68K、MIPS和SuperH齐名的5大嵌入式处理器之一。目前市场上的PC104产品基本都是基于x86体系结构，在工业控制领域里面PC104产品的占有量仍然很大。
Motorola 68K是出现比较早的一款嵌入式处理器，采用的是CISC（复杂指令集系统计算机）结构，设计经典，在全球各种嵌入式应用领域中取得巨大成功。Sun微系统公司也把这款处理器应用于早期的工作站中。
本书中介绍的嵌入式系统设计都是围绕着ARM处理器展开的，涵盖了ARM系统设计的硬件和软件部分，所以在这里对ARM处理器做一下简单描述。ARM是Advanced RISC Machines的缩写，顾名思义ARM处理器自然也是一种典型的精简指令集处理器。ARM处理器的核心技术来自于英国的一家IC软核设计公司——ARM公司。
ARM公司是为数不多的以嵌入式处理器IP Core设计起家而获得巨大成功的IP Core设计公司。自20世纪90年代成立以来，在32位RISC CPU开发领域不断取得突破，其结构已经从V1发展到V6，主频最高也已经达到1GHz。ARM公司将其IP Core出售给各大半导体制造商，加上其设计的IP Core具有功耗低、成本低等显著优点，因此获得众多半导体厂家和整机厂商的大力支持。在32位嵌入式应用领域获得了巨大的成功，目前己经占有75%以上的32位嵌入式产品市场。现在设计、生产ARM芯片的国际大公司已经超过50多家，国内的很多知名企业包括中兴通信、华为通信、上海华虹、上海交大、复旦微电子、杰得微电子等公司也都已经购买了ARM公司的IP Core用于通信专用芯片的设计。所以对于一名有志于在嵌入式领域发展的电子专业学生或一名优秀的电子工程师来说，熟悉和了解ARM处理器是很有必要的。

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