1.2 ARM微處理器簡介

隨著智能設備的發展，嵌入式系統成為最有發展前途的IT應用領域之一。隨著需求的增加，在嵌入式領域，8位處理器已經不能再勝任一些復雜的應用，例如GUI、TCP/IP、FILE SYSTEM等，而 ARM 芯片憑借強大的處理能力和極低的功耗，非常適合這些場合。所以現在越來越多的公司在產品選型的時候考慮到使用ARM處理器，而且目前ARM在某些方面已經取代了原先x86架構的單板機，特別是工控領域。

ARM（Advanced RISC Machines）既可以認為是一個公司的名字，也可以認為是對一類微處理器的通稱。ARM公司專門從事基于RISC技術的芯片設計，世界各大半導體生產商從ARM公司購買其設計的ARM微處理器核，加入適合自己應用領域的外圍電路，從而形成自己的ARM微處理器芯片。

ARM微處理器目前包括下面幾個系列，以及其他廠商基于ARM體系結構的處理器。除了具有ARM體系結構的共同特點以外，每一個系列的ARM微處理器都有各自的特點和應用領域。

● 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為4個通用處理器系列，每一個系列提供一套相對獨特的性能來滿足不同應用領域的需求。SecurCore系列專門為安全要求較高的應用而設計。

（1）ARM7微處理器系列

ARM7內核采用馮·諾伊曼體系結構，數據和指令使用同一條總線。內核有一條3級流水線執行ARMv4指令集。

ARM7系列微處理器為32位RISC處理器，低功耗，適合對價位和功耗要求較高的消費類應用。ARM7 系列微處理器包括如下幾種類型的核：ARM7TDMI、ARM7TDMI-S、ARM720T、ARM7EJ。其主要應用領域為工業控制、Internet設備、網絡和調制解調器設備和移動電話。

（2）ARM9微處理器系列

ARM9系列微處理器采用5級指令流水線，能夠運行在比ARM7更高的時鐘頻率上，改善了處理器的整體性能。ARM9的存儲器系統根據哈佛體系結構重新設計，區分了數據總線和指令總線。ARM9系列微處理器包含ARM920T、ARM922T和ARM940T三種類型，主要應用于無線設備、儀器儀表、安全系統、機頂盒、高端打印機、數字照相機和數字攝像機等。

（3）ARM9E微處理器系列

ARM9E系列微處理器是ARM9內核帶有E變種的一個可綜合版本，使用單一的處理器內核提供了微控制器、DSP、Java應用系統的解決方案，極大地減少了芯片的面積和系統的復雜程度。ARM9E系列微處理器提供了增強的DSP處理能力，很適合于那些需要同時使用DSP和微控制器的應用場合。

ARM9E 系列微處理器包含 ARM926EJ-S、ARM946E-S 和 ARM966E-S 3 種類型。其中ARM926EJ-S針對小型便攜式Java設備（如3G手機和PDA）應用而設計的。ARM946E-S包括TCM、Cache和一個MPU，且TCM和Cache的大小可配置。該處理器是針對有確定的實時響應的嵌入式控制而設計的。ARM966E-S有可配置的TCM，但沒有MPU和Cache（高速緩沖存儲器）擴展。

（4）ARM10E微處理器系列

ARM10E系列微處理器具有高性能、低功耗的特點，由于采用了新的體系結構和6級整數流水線，與同等的ARM9器件相比較，在同樣的時鐘頻率下，性能提高了近50%。同時，ARM10E系列微處理器采用了2種先進的節能方式使其功耗極低，且提供了64位的Load/Store體系，支持包括向量操作的、滿足IEEE 754的浮點運算協處理器，系統集成更加方便。

ARM10E系列微處理器包含ARM1020E、ARM1022E和ARM1026EJ-S 3種類型，可以適用于不同的應用場合。

ARM10E系列微處理器主要應用于下一代無線設備、數字消費品、成像設備、工業控制、通信和信息系統等領域。