嵌入式系统架构 RISC家族之ARM处理器http://www.yunyo ub ar.c o m/邮件群发
ARM公司于1991年成立于英国剑桥主要出售芯片设计技术的授权。 目前采用ARM技术智能财产IP核心的处理器 即我们通常所说的ARM处理器已遍及工业控制、消费类电子产品、通信系统、 网络系统、无线系统等各类产品市场基于ARM技术的处理器应用约占据了32位RISC微处理器75以上的市场 ARM技术不止逐步渗入到我们生活的各个方面我们甚至可以说 ARM于人类的生活环境中 已经是不可或缺的一环。
目前市面上常见的ARM处理器架构可分为ARM7、ARM9以及ARM11新推出的C orte x系列尚在进行开发验证市面上还未有相关产品推出。ARM也是嵌入式处理器中首先推出多核心架构的厂商。
ARM首个多核心架构为ARM11 MPCore架构于原先的ARM11处理器核心之上。ARM1 1核心是发布于2002年10月份为了进一步提升效能其管线长度扩展到8阶处理单元则增加为预取、译码、发送、转换 MAC 1、执行MAC2、 内存存取MAC 3和写入等八个单元体系上属于ARM V 6指令集架构。ARM1 1采用当时最先进的0.13μm制造制程运行频率最高可达500到700MHz。如果采用90nm制程 ARM11核心的工作频率能够轻松达到1GHz以上—对于嵌入式处理器来说这显然是个相当惊人的程度不过显然1GHz在ARM11体系中不算是个均衡的设定 因此几乎没有厂商推出达到1GHz的ARM11架构处理器。
ARM1 1的逻辑核心也经过大量的改进其中最重要的当属“静动态组合转换的预测功能”。 ARM 11的执行单元包含一个64位、 4种状态的地址转换缓冲它主要用来储存最近使用过的转换地址。当采用动态转换预测机制而无法在寻址缓冲内找到正确的地址时静态转换预测功能就会立刻接替它的位置。在实际测试中单纯采用动态预测的准确率为88单纯采用静态预测机制的准确率 只有
77而ARM 11的静动态预测组合机制可实现92的高准确率。针对高时脉速度带来功耗增加的问题 ARM11采用一项名为“IEM Intelligent EnergyManager ”的智能电源管理技术该技术可根据任务负荷情况动态调节处理器的电压进而有效降低自身的功耗。这一系列改进让ARM 11的功耗效能比得以继续提高平均每MHz只需消耗0.6mW有快取时为0.8mW的电力处理器的最高效能可达到660 Dhrystone MIPS远超过上一代产品。
至于ARM11 MPCore其在架构上与ARM1 1同样属于V6指令体系。根据不同应用的需要MPCore可以被配置为14个处理器的组合方式根据官方资料其最高性能约可达到2600 Dhrystone MIPS的程度。MPCore是标准的同质多核心处理器组成MPCore的是4个基于ARM 11架构的处理器核心 由于多核心设计的优点是在频率不变的情况下让处理器的性能获得明显提升 因此可望在多任务应用中拥有良好的表现这一点很适合未来家庭消费电子的需要。例如机顶盒
在录制多个频道电视节目的同时还可通过互联网收看数字视频点播节目、车内导航系统在提供导航功能的同时仍然有余力可以向后座乘客播放各类视频码流等。
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