ARM系列微处理器简介之：初识ARM系列处理器

1.3 初识ARM系列处理器

ARM处理器当前有6个产品系列：ARM7、ARM9、ARM9E、ARM10E、ARM11和SecurCore，其中ARM11为最近推出的产品。进一步的产品来自于合作伙伴，例如Intel Xscale ARM7、ARM9、ARM9E、ARM10E是4个通用处理器系列。每个系列提供一套特定的性能来满足设计者对功耗、性能、体积的需求。SecurCore是第5个产品系列，是专门为安全设备而设计的。

表1.2总结了ARM各系列处理器所包含的不同类型。

表1.2 ARM各系列处理器所包含的不同类型

续表

本节简要介绍ARM各个系列处理器的特点。

1.3.1 ARM7系列

ARM7内核采用冯·诺伊曼体系结构，数据和指令使用同一条总线。内核有一条3级流水线，执行ARMv4指令集。

ARM7系列处理器主要用于对功耗和成本要求比较苛刻的消费类产品。其最高主频可以到达130MIPS（MIPS指每秒执行的百万条指令数）。ARM7系列包括ARM7TDMI、ARM7TDMI-S、ARM7EJ-S和ARM720T 4种类型，主要用于适应不同的市场需求。

ARM7系列处理器主要具有以下特点：

· 成熟的大批量的32位RICS芯片；

· 最高主频到达130MIPS；

· 功耗低；

· 代码密度高，兼容16位微处理器；

· 开发工具多、EDA仿真模型多；

· 调试机制完善；

· 提供0.25µm、0.18µm及0.13µm的生产工艺；

· 代码与ARM9系列、ARM9E系列以及ARM10E系列兼容。

1.3.2 ARM9系列

ARM9系列于1997年问世。由于采用了5级指令流水线，ARM9处理器能够运行在比ARM7更高的时钟频率上，改善了处理器的整体性能；存储器系统根据哈佛体系结构（程序和数据空间独立的体系结构）重新设计，区分了数据总线和指令总线。

ARM9系列的第一个处理器是ARM920T，包含独立的数据指令Cache和MMU。此处理器能够被用在要求有虚拟存储器支持的操作系统上。此系列的ARM922T是ARM920T的变种，只有一半大小的数据指令Cache。

ARM940T包含一个更小的数据指令Cache和一个MPU。它是针对不要求运行操作系统的应用而设计的。ARM920T、ARM940T都执行v4T架构指令。

1.3.3 ARM9E系列

ARM9系列的下一个处理器是基于ARM9E-S内核的。这个内核是ARM9内核带有E扩展的一个可综合版本。它有ARM946E-S和ARM966E-S两个变种。两者都执行v5TE架构指令。它们也支持可选的嵌入式跟踪宏单元，支持开发者实时跟踪处理器上指令和数据的执行。当调试对时间敏感的程序段时，这种方法非常重要。

ARM946E-S包括TCM、Cache和一个MPU。TCM和Cache的大小可配置。该处理器是针对要求有确定的实时响应的嵌入式控制而设计的。ARM966E-S有可配置的TCM，但没有MPU和Cache扩展。

ARM9系列的ARM926EJ-S内核为可综合的处理器内核，发布于2000年。它是针对小型便携式Java设备，诸如3G手机和PDA应用而设计的。ARM926EJ-S是第一个包含Jazelle技术，可加速Java字节码执行的ARM处理器内核。它还有一个MMU、可配置的TCM以及具有零或非零等待存储器的数据/指令Cache。

1.3.4 ARM10系列

ARM10发布于1999年，具有高性能、低功耗的特点。它所采用的新的体系使其在所有ARM产品中具有最高的MIPS/MHz。它将ARM9的流水线扩展到6级，也支持可选的向量浮点单元VFP，对ARM10的流水线加入了第7段。VFP明显增强了浮点运算性能并与IEEE 754.1985浮点标准兼容。

ARM10E系列处理器采用