ARM7、ARM9和ARM11到底有什么不同?

2018-05-17 17:26:34 来源:电子发烧友
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ARM处理器是英国Acorn有限公司设计的低功耗成本的第一款RISC微处理器。全称为Advanced RISC Machine。ARM处理器本身是32位设计,但也配备16位指令集,一般来讲比等价32位代码节省达35%,却能保留32位系统的所有优势。本文主要详解ARM7_ARM9和ARM11的区别,具体的跟随小编一起来了解一下。

 

ARM7_ARM9和ARM11的区别

1、时钟频率的提高

虽然内核架构相同,但ARM7处理器采用3级流水线的冯·诺伊曼结构;而ARM9采用5级流水线的哈佛结构,ARM11为8级流水线哈弗结构(从arm9开始都采用了哈弗结构)。增加的流水线设计提高了时钟频率和并行处理能力。5级流水线能够将每一个指令处理分配到5个时钟周期内,在每一个时钟周期内同时有5个指令在执行。在常用的芯片生产工艺 下,ARM7一般运行在100MHz左右,而ARM9则至少在200MHz以上.ARM11首先推出350M~500MHz时钟频率的内核, 目前上升到1GHz时钟频率。

 

2、指令周期的改进

指令周期的改进对于处理器性能的提高有很大的帮助。性能提高的幅度依赖于代码执行时指令的重叠,这实际上是程序本身的问题。对于采用最高级的语言,一般来说,性能的提高在30%左右。

 

3、MMU(内存管理单元)

ARM7一般没有MMU(内存管理单元),(ARM720T有MMU)。

ARM9一般是有MMU的,ARM9940T只有MPU,不是一个完整的MMU。

ARM11当然也有MMU的。

 

这一条很重要,MMU单元是大型操作系统必需的硬件支持,如LINUX;WINCE等。这就是说,ARM7一般只能运行小型的实时系统如UCOS-II,eCOS等,而ARM9无此限制,一般的操作系统都可以移植。其实即使ARM720T能支持LINUX;WINCE等系统,也鲜有人用,因为以ARM7的运行速度跑这种大型操作系统,实在有点吃力。再者两者的应用领域明显不同,也无此必要。

 

下面两个图:架构一幕了然。

 

 

 

 

4、在从ARM7到ARM9,ARM11的平台转变过程中,有一件事情是非常值得庆幸的,即ARM9,ARM11能够地向后兼容ARM7上的软件;并且开发人员面对的编程模型和架构基础也保持一致。

 

下面图是一些特征比较:

 

 

ARM7_ARM9和ARM11详解

ARM7简介

ARM7系列包括ARM7TDMI、ARM7TDMI-S、带有高速缓存处理器宏单元的ARM720T。该系列处理器提供Thumb 16位压缩指令集和EmbededICE软件调试方式,适用于更大规模的SoC设计中。ARM7TDMI基于ARM体系结构V4版本,是目前低端的ARM核。

 

ARM7处理器特点:

ARM7内核是0.9MIPS/MHz的三级流水线和冯·诺伊曼结构,能够将每一个指令处理分配到3个时钟周期内,在每一个时钟周期内同时有3个指令在执行。

 

互锁技术:

当指令需要的数据因为以前的指令没有执行完而没有准备好就会产生管道自锁互锁。当管道互锁发生时,硬件会停止这个指令的执行,直到数据准备好为止。虽然这种技术会增加代码执行时间,但是为初期的设计者提供了巨大的方便。编译器以及汇编程序员可以通过重新设计代码的顺序或者其他方法来减少管道互锁的数量。

 

CPU内核:

小型、快速、低能耗、集成式RISC内核,用于移动通信。

 
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