ARM芯片系列简介北京微芯力科技有限公司主要内容公司介绍 ARM处理器供应商 ARM芯片的市场情况 ARM系列内核 ARM7/ARM9/ARM10/Strong ARM/Xscal 流行的ARM芯片介绍 芯片选型原则ARM公司介绍外围部件和系统级芯片设计方案ARM处理器供应商Intel IBM LG半 导体 NEC SONY 菲利浦 国民半导体 MOTOROLA ……(90家)ARM芯片市场状况市场份额 1999年 2001年 38 % 74.6%合作伙伴 1999年 目前 约30家 超过90家ARM系列内核ARM7TDMI ARM = Advanced RISC Machines 7 = 体系结构 T = Thumb 代码支持 (16 bit 指令) D = Debug 硬件调试模块支持 M = 加强的乘法支持 (DSP 性能) I = EmbeddedICE Logic ARM9TDMI 与 ARM7TDMI 相同但是使用ARM9 结构ARM7ARM7采用ARMV4T Newman)结构 分为三级 流水 空间统一的指令与数据Cache 平均功耗 为0.6mW/MHz 时钟速度为66MHz 每条指令 平均执行1.9个时钟周期 ARM710系列包括ARM710 ARM710T ARM720T和ARM740T 是低价 低能耗 封装 式常规系统微型处理器 配有高速缓存 Cache 内存管理 写缓冲和JTAG 广泛 应用于手持式计算 数据通信和消费类多媒体StongARMStrongARM 性能很高 同时满足常规应 用需要的一种微处理器技术 与DEC联合研制 后来授权给Intel SA110处理器 SA1100 PDA系统芯片和SA1500多媒体处理器芯片均采 用了这一技术 ARM7500和ARM7500FE 高度集成的单芯 片RISC计算机 基于一个缓存式ARM7 32位内 核 拥有内存和I/O控制器 3个DMA通道 片 上视频控制器和调色板以及立体声端口 ;ARM7500FE则增加了一个浮点运算单元以及 对EDO DRAM的支持 特别适合电视顶置盒和 网络计算机 NCARM9ARM9采用ARMV4T Harvard)结构 五级流水 处理以及分离的Cache结构 平均功耗 为0.7mW/MHz 时钟速度为120MHz-200MHz 每条指令平均执行1.5个时钟周期 与ARM7系列 相似 其中的ARM920 ARM940和ARM9E为含 Cache的CPU核 性能为132MIPS 120MHz时钟 3.3V供 或220MIPS 200MHz时钟 ARM940T 920T系列 低价 低能耗 高性能 系统微处理器 配有Cache 内存管理和写缓冲 应用于高级引擎管理 保安系统 顶置盒 便携 计算机和高档打印机ATMEL ARM系列芯片的特点ARM7TDMI 32位RISC处理器核 大小适宜内置SRAM 丰富的片内外围设备 模拟/数字功能 10位ADC/DAC 工业级领先低功耗 先进的电源管理提供空闲模式及外围禁止 快速先进向量中断控制器 段寄存器提供分离的栈和中断模式调用返回 ROM和FLASHATMEL ARM系列芯片推荐AT91M40800 AT91FR4081 AT91M55800低廉的价格 精巧的结构 最优功能 组合 国内用户首选 在M40800基础上内置136K的SRAM 和1M的FLASH 简化用户电路设计 在M40800基础上增加8个10位ADC通 道 2个10位DAC通道 方便数字/模 拟用户电路设计SAMSUNG ARM系列芯片手持式设备/PDA应用 S3C3400X S3C2400X 网络应用 ADSL应用 打印产品 FLASH应用 存储应用 S3C4510 S3C2500 S5N8946 S3C4610 S3C4660 S3C49F9X S3F441FX S3C3410X S3C2420X S3C4520 S3C2510 S5N8947 S3C4620 S3C46C0 S3C4640 S3C46M0 S3C44B0X SCORPIO S3C4530DrangonBallMX1带有128K嵌入式SRAM的ARM920T核心 SDRAM控制器和外部接口模块 多媒体卡 Secure Digital and Memroy Stick 主控 制器模块以及智能卡接口模块 200MHz速度 多O/S和实时可操作O/S 长久的电池寿命和卓越的性能 2个UART SPI SSI/IIS和IIC以及USB接口 适用于无线通信系统。
1、ARM微处理器有7种工作模式，它们分为两类非特权模式、特权模式。
其中用户模式属于非特权模式2、ARM支持两个指令集，ARM核因运行的指令集不同，分别有两个状态ARM 、Thumb，状态寄存器CPSR的T 位反映了处理器运行不同指令的当前状态3、ARM核有多个寄存器，其部分用于通用寄存器，有小部分作为专用寄存器，R15 寄存器用于存储PC，R13通常用来存储SP 。
ARM处理器有两种总线架构，数据和指令使用同一接口的是冯诺依曼，数据和指令分开使用不同接口的是哈佛结构4、ARM微处理器复位后，PC的地址通常是0x0 ，初始的工作模式是Supervisor 。
5、ARM微处理器支持虚拟存，它是通过系统控制协处理器CP15 和MMU（存储管理部件）来进行虚拟存的存储和管理。
当系统发生数据异常和指令领取异常时，异常处理程序透过嵌入式操作系统的存管理机制，通过MMU交换物理存和虚拟存的页面，以保证程序正常执行。
6、编译代码时，有两种存储代码和数据的字节顺序，一种是小端对齐，另一种是大端对齐。
7、构建嵌入式系统开发环境的工具链有多种，其中开放源码的工具链是GNU工具链，ARM公司提供的工具链是ADS工具链计算机有CISC和RISC两种类型，以ARM微处理器为核心的计算机属于RISC类型，其指令长度是定长的8、目前使用的嵌入式操作系统主要有哪些？请举出六种较常用的。
Windows CE/Windows Mobile、VxWork、Linux、uCos、Symbian、QNX任选六9、Boot Loader在嵌入式系统中主要起什么作用？完成哪些主要的工作？答：Boot Loader是在嵌入式系统复位启动时，操作系统核运行前，执行的一段程序。
通过Boot Loader，初始化硬件设备，建立存和I/O空间映射图，为最终加载操作系统核调整好适当的系统软硬件环境。
10、搭建嵌入式开发环境，连接目标板，一般使用什么通信接口连接？在Windows主机上使用什么软件建立连接？在Linux主机上使用什么软件建立连接？答：RS-232，以太网口、并口在Windows主机上使用超级终端软件，在Linux主机上使用Minicom软件11、嵌入式开发环境主要包括哪些组件？嵌入式系统开发需要交叉编译和在线调试的开发环境，主要包括●宿主机●目标机（评估电路板）●基于JTAG的ICD仿真器、或调试监控软件、或在线仿真器ICE●运行于宿主机的交叉编译器和器、以及开发工具链或软件开发环境●嵌入式操作系统12、在进行基于ARM核的嵌入式系统软件开发时，调用如下函数：int do_something(int arg1,void *arg2,char arg3,int *arg4)这四个参数通过什么方式从调用程序传入被调函数？根据ATPCS编程规，调用函数和子程序通过R0——R3四个寄存器传递参数，超过四个参数使用堆栈传递。
选择题1、嵌入式系统有硬件和软件部分构成，以下（C）不属于嵌入式系统软件.A。
系统软件 B. 驱动 C. ADS软件 D。
嵌入式中间件2、ARM处理器的工作模式有（ C ）种.A. 5 B。
6 C. 7 D。
83、ARM寄存器组有（D )个寄存器。
A、7B、32C、6D、374、下列CPSR寄存器标志位的作用说法错误的是（D）。
A。
N：负数 B. Z：零 C. C: 进位 D. V: 借位5、ARM复位异常的入口地址是（ A ）.A、0x00000000B、0x00000008C、0x00000018D、0x000000146、下列描述不属于RISC计算机的特点的是（C）。
A．流水线每周期前进一步. B．更多通用寄存器。
C．指令长度不固定，执行需要多个周期.D．独立的Load和Store指令完成数据在寄存器和外部存储器之间的传输。
7、关于μCOS-II应用,以下说法不正确的是(B )。
A、任务可以有类型说明B、任务可以返回一个数值C、任务可以有形参变量D、任务是一个无限循环8、μCOS-II操作系统不属于( C）.A、RTOSB、占先式实时操作系统C、非占先式实时操作系统D、嵌入式实时操作系统9、实时操作系统中，两个任务并发执行,一个任务要等待其合作伙伴发来信息，或建立某个条件后再向前执行，这种制约性合作关系被成为（A）.A。
同步 B。
互斥 C。
调度 D. 执行10、每种嵌入式操作系统都有自身的特点以吸引相关用户，下列说法错误的是（D）。
A. 嵌入式Linux提供了完善的网络技术支持；B. μCLinux是专门为没有MMU的ARM芯片开发的;C. μC/OS—Ⅱ操作系统是一种实时操作系统（RTOS）;D. WinCE提供完全开放的源代码。
11、存储一个32位数0x12345678到2000H~2003H四个字节单元中，若以大端模式存储，则2000H存储单元的内容为（ D).A、0x21B、0x68C、0x65D、0x0212、ARM指令集和Thumb指令集分别是(D ）位的。
第1章复习要点1.1.1节嵌入式系统的概念1.1．3节嵌入式系统的特点1.3节嵌入式处理器1.4节嵌入式系统的组成第2章复习要点2.1节计算机体系结构分类2.3.1节 ARM和Thumb状态2.3.2节 RISC技术2.3.3节流水线技术2.4.3节 ARM存储系统第3章复习要点3.1节ARM编程模式3.2节ARM指令格式及其寻址方式3.3节ARM指令集(课上所讲的指令)第4章复习要点4.1节汇编语言源程序格式4.2节汇编语言的上机过程第5章复习要点5.1节键盘接口5.2节 LED显示器接口5．5.1节 UART异步串行接口作业题答案：1.什么是嵌入式系统？∙第一种，根据IEEE（国际电气和电子工程师协会）的定义：嵌入式系统是“用于控制、监视或者辅助操作机器和设备的装置”（原文为devices used to control, monitor, or assist the operation of equipment, machinery or plants）。
∙第二种，嵌入式系统是以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪、功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。
2.与通用型计算机相比，嵌入式系统有哪些特点？⏹通常是面向特定应用的；⏹空间和各种资源相对不足，必须高效率地设计，量体裁衣、去除冗余；⏹产品升级换代和具体产品同步，具有较长的生命周期；⏹软件一般都固化在存储器芯片或单片机本身；⏹不具备自举开发能力，必须有一套开发工具和环境才能进行开发3.举例介绍嵌入式微处理器有哪几类？一、嵌入式微处理器(Embedded Microprocessor Unit, EMPU)嵌入式处理器目前主要有Aml86/88、386EX、SC-400、PowerPC、68000、MIPS、ARM系列等。
二、嵌入式微控制器(Microcontroller Unit, MCU)嵌入式微控制器目前的品种和数量最多，比较有代表性的通用系列包括8051、P51XA、MCS-251、MCS-96/196/296、C166/167、MC68HC05/11/12/16、68300等。
