1.2 ARM微处理器简介

随着智能设备的发展，嵌入式系统成为最有发展前途的IT应用领域之一。随着需求的增加，在嵌入式领域，8位处理器已经不能再胜任一些复杂的应用，例如GUI、TCP/IP、FILE SYSTEM等，而 ARM 芯片凭借强大的处理能力和极低的功耗，非常适合这些场合。所以现在越来越多的公司在产品选型的时候考虑到使用ARM处理器，而且目前ARM在某些方面已经取代了原先x86架构的单板机，特别是工控领域。

ARM（Advanced RISC Machines）既可以认为是一个公司的名字，也可以认为是对一类微处理器的通称。ARM公司专门从事基于RISC技术的芯片设计，世界各大半导体生产商从ARM公司购买其设计的ARM微处理器核，加入适合自己应用领域的外围电路，从而形成自己的ARM微处理器芯片。

ARM微处理器目前包括下面几个系列，以及其他厂商基于ARM体系结构的处理器。除了具有ARM体系结构的共同特点以外，每一个系列的ARM微处理器都有各自的特点和应用领域。

● ARM7系列。

● ARM9系列。

● ARM9E系列。

● ARM10E系列。

● ARM11系列。

● SecurCore系列。

● Inter的Xscale。

● Inter的StrongARM。

其中，ARM7、ARM9、ARM9E和ARM10E为4个通用处理器系列，每一个系列提供一套相对独特的性能来满足不同应用领域的需求。SecurCore系列专门为安全要求较高的应用而设计。

（1）ARM7微处理器系列

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系列微处理器为32位RISC处理器，低功耗，适合对价位和功耗要求较高的消费类应用。ARM7 系列微处理器包括如下几种类型的核：ARM7TDMI、ARM7TDMI-S、ARM720T、ARM7EJ。其主要应用领域为工业控制、Internet设备、网络和调制解调器设备和移动电话。

（2）ARM9微处理器系列

ARM9系列微处理器采用5级指令流水线，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。ARM9的存储器系统根据哈佛体系结构重新设计，区分了数据总线和指令总线。ARM9系列微处理器包含ARM920T、ARM922T和ARM940T三种类型，主要应用于无线设备、仪器仪表、安全系统、机顶盒、高端打印机、数字照相机和数字摄像机等。

（3）ARM9E微处理器系列

ARM9E系列微处理器是ARM9内核带有E变种的一个可综合版本，使用单一的处理器内核提供了微控制器、DSP、Java应用系统的解决方案，极大地减少了芯片的面积和系统的复杂程度。ARM9E系列微处理器提供了增强的DSP处理能力，很适合于那些需要同时使用DSP和微控制器的应用场合。

ARM9E 系列微处理器包含 ARM926EJ-S、ARM946E-S 和 ARM966E-S 3 种类型。其中ARM926EJ-S针对小型便携式Java设备（如3G手机和PDA）应用而设计的。ARM946E-S包括TCM、Cache和一个MPU，且TCM和Cache的大小可配置。该处理器是针对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（高速缓冲存储器）扩展。

（4）ARM10E微处理器系列

ARM10E系列微处理器具有高性能、低功耗的特点，由于采用了新的体系结构和6级整数流水线，与同等的ARM9器件相比较，在同样的时钟频率下，性能提高了近50%。同时，ARM10E系列微处理器采用了2种先进的节能方式使其功耗极低，且提供了64位的Load/Store体系，支持包括向量操作的、满足IEEE 754的浮点运算协处理器，系统集成更加方便。

ARM10E系列微处理器包含ARM1020E、ARM1022E和ARM1026EJ-S 3种类型，可以适用于不同的应用场合。

ARM10E系列微处理器主要应用于下一代无线设备、数字消费品、成像设备、工业控制、通信和信息系统等领域。