嵌入式處理器

1、arm處理器以其性能高、成本低和能耗省等特點，被廣泛應用于多種領域，如嵌入式控制、消費教育類多媒體、dsp和移動式應用等。隨著與arm連手的制造商越來越多，arm款式的推出也日益增多，根據市場上應用比較廣泛的arm類型，arm內核可分為arm7、arm9、arm10以及strongarm等幾類。至2002年arm內核的risc處理器在嵌入式領域占79％的市場份額，引領risc和嵌入式計算技術潮流，2002年arm在上海成立中國全資子公司

2、。十幾年來，arm公司設計了大理高性能、廉價、耗能低的risc處理器、相關技術及軟件。技術具有性能高、成本低和能耗省的特點。適用于多種領域，比如嵌入控制、消費教育類多媒體、dsp和移動式應用等。arm將其技術授權給世界上許多著名的半導體、軟件和oem廠商，每個廠商得到的都是一套獨一無二的arm相關技術及服務。利用這種合伙關系，arm很快成為許多全球性risc標準的締造者。目前，總共有30家半導體公司與arm簽訂了硬件技術使用許可協議，其

3、中包括intel、ibm、lg半導體、nec、sony、phlips、samsung和國民半導體這樣的大公司。至于軟件系統(tǒng)的合伙人，則包括微軟、升陽和mrj等一系列知名公司。其次是CISC（ComplexInstructionSetComputer，復雜指令集計算機）處理器體系，我們所熟知的Intel的X86處理器就屬于CISC體系，CISC體系其實是非常低效率的體系，其指令集結構上背負了太多包袱，貪大求全，導致芯片結構的復雜度被極大的

4、提升。過去被應用在嵌入式系統(tǒng)的X86處理器，多為舊世代的產品，比如說，工業(yè)計算機中仍可常見數年前早已退出個人計算機市場的Pentium3處理器。由于此世代的產品效能與功耗比可以說是過去X86體系的甜蜜點，加上已經被市場長久驗證，穩(wěn)定性高，故常被應用于效能需求不高，但穩(wěn)定性要求高的應用中，如工控設備等產品。1、RISCRISC家族之家族之ARMARM處理器處理器ARM公司于1991年成立于英國劍橋，主要出售芯片設計技術的授權。目前，采用A

5、RM技術智能財產（IP）核心的處理器，即我們通常所說的ARM處理器，已遍及工業(yè)控制、消費類電子產品、通信系統(tǒng)、網絡系統(tǒng)、無線系統(tǒng)等各類產品市場，基于ARM技術的處理器應用約占據了32位RISC微處理器75％以上的市場，ARM技術不止逐步滲入到我們生活的各個方面，我們甚至可以說，ARM于人類的生活環(huán)境中，已經是不可或缺的一環(huán)。目前市面上常見的ARM處理器架構，可分為ARM7、ARM9以及ARM11，新推出的Ctex系列尚在進行開發(fā)驗證，市

6、面上還未有相關產品推出。ARM也是嵌入式處理器中首先推出多核心架構的廠商。ARM首個多核心架構為ARM11MPCe，架構于原先的ARM11處理器核心之上。ARM11核心是發(fā)布于2002年10月份，為了進一步提升效能，其管線長度擴展到8階，處理單元則增加為預取、譯碼、發(fā)送、轉換MAC1、執(zhí)行MAC2、內存存取MAC3和寫入等八個單元，體系上屬于ARMV6指令集架構。ARM11采用當時最先進的0.13μm制造制程，運行頻率最高可達500到7

7、00MHz。如果采用90nm制程，ARM11核心的工作頻率能夠輕松達到1GHz以上—對于嵌入式處理器來說，這顯然是個相當驚人的程度，不過顯然1GHz在ARM11體系中不算是個均衡的設定，因此幾乎沒有廠商推出達到1GHz的ARM11架構處理器。ARM11的邏輯核心也經過大量的改進，其中最重要的當屬“靜動態(tài)組合轉換的預測功能”。ARM11的執(zhí)行單元包含一個64位、4種狀態(tài)的地址轉換緩沖，它主要用來儲存最近使用過的轉換地址。當采用動態(tài)轉換預測

8、機制而無法在尋址緩沖內找到正確的地址時，靜態(tài)轉換預測功能就會立刻接替它的位置。在實際測試中，單純采用動態(tài)預測的準確率為88%，單純采用靜態(tài)預測機制的準確率只有77%，而ARM11的靜動態(tài)預測組合機制可實現92%的高準確率。針對高時脈速度帶來功耗增加的問題，ARM11采用一項名為“IEM（IntelligentEnergyManager）”的智能電源管理技術，該技術可根據任務負荷情況動態(tài)調節(jié)處理器的電壓，進而有效降低自身的功耗。這一系列改

9、進讓ARM11的功耗效能比得以繼續(xù)提高，平均每MHz只需消耗0.6mW（有快取時為0.8mW）的電力，處理器的最高效能可達到660DhrystoneMIPS，遠超過上一代產品。至于ARM11MPCe，其在架構上與ARM11同樣屬于V6指令體系。根據不同應用的需要，MPCe可以被配置為14個處理器的組合方式，根據官方資料，其最高性能約可達到2600DhrystoneMIPS的程度。MPCe是標準的同質多核心處理器，組成MPCe的是4個基于