1 ARM-Architektur und ARM-Kern
1.1 ARM - Architekturen und Kerne schließen
Bisher erzielte ARM insgesamt acht Arten von Architektur: ARMv1, ARMv2, ARMv3, ARMv4, ARMv5, ARMv6, ARMv7, ARMv8, die eine Multi-V-Version der ARM-Befehlssatzarchitektur.
Basierend auf verschiedene ARM-Architektur kann mit unterschiedlichen Eigenschaften Core-Prozessor p *** essor ausgebildet sein. Zum Beispiel basiert auf einer Prozessorarchitektur ARMv3 ARM6, ARM7, diese beiden Prozessoren für verschiedene Szenarien, kann die Hardware unterschiedlich sein, aber die gleichen Befehlssatz-Architektur.
Genau wie man ein Haus, seit Beginn des niedrigen Pegels der populären Abdeckung Bungalow bauen, die eine Architektur (ARMv5) ist, dann ist diese Hütte Architektur können Sie eine separate Toilette Modelle entwerfen, ARM7 genannt. Dann werden auch andere (Chip-Design-Firma) will ein Haus bauen Sie diese Zeichnung Abdeckung kaufen, dann über einen Zeitraum von Zeit, manche Menschen fühlen sich leicht separate Toilette nicht genug ah, ich einen kleinen Hof haben wollen! Nun, ARM Sie treffen Anforderungen, die Stile (die ARM9) mit einem kleinen Hof.
D.h. ARMv1 / 2/3 etc. Befehlssatzarchitektur, ARM7 / 9 und dergleichen auf einer Core-Prozessor-Architektur basieren. ARM-basierte RISC-Befehlssatzarchitektur ist so konzipiert, der Kernel die Grundlage der Hardware-Architektur des Befehlssatzes ist.
1.2 ARM Differenz zwischen jeder Architektur
1.2.1 ARM Version Ⅰ : V1 Ausgabe Architektur
Die Prototyp-Version der Architektur ARM1 erschien nur in nur 26-Bit-Adressraum ist für kommerzielle Produkte nicht verwendet.
Die grundlegenden Eigenschaften sind:
Grunddaten-Verarbeitungsanweisung (keine Multiplikation);
Basierend Byte-, Halbwort- und Wort-Lade- / Speicherbefehl;
Überweisungsaufträge, einschließlich dem Unterprogramm-Aufruf und Verbindungsbefehl;
Software für das Betriebssystem Interrupt-Befehl SWI;
Adressierungsraum: 64MB (226).
1.2.2 ARM Version Ⅱ: V2 Version des Schemas
Die Version der Architektur der V1-Version wird erweitert, zum Beispiel ARM2 und ARM3 (V2a) Architektur. Es bietet Unterstützung für 32-Bit-Multiplikationsbefehle und Coprozessorinstruktionen.
2a ist eine Variante Version von Ausführung 2, ARM3 Version Chip 2a, ist das erste Blatt auf dem Blatt des ARM-Prozessor-Cache. 26 ist der gleiche Adressraum, verließ jetzt nicht mehr in Gebrauch.
Im Vergleich mit der Version V1 V2 Version des Schemas, fügt es die folgenden Funktionen:
Multiplikation und Multiply-Add-Anweisung;
Unterstützung Coprozessor Betriebsinstruktion;
Schneller Interrupt-Modus;
SWP / SWPB grundlegendsten Speicher und das Befehlsregister Swap;
Adressierungsraum: 64MB.
1.2.3 ARM Version Ⅲ : V3 Version der Architektur
ARM als eigenständiges Unternehmen, der erste Mikroprozessor 1990 verwendet das Design eine Version von ARM6 3. Als IP-Kern, unabhängig von dem Prozessor, einen Chip-Cache und Schreibpuffer der MMU integrierten CPU.
Variant-Version hat 3G und 3M. 2a 3G-Version nicht kompatibel mit der Version der Vorwärts-Version 3, Version 3M eingeführt und ohne Vorzeichen multiplizieren und Multiply-Add-Befehle ist, die Anweisungen, um das volle 64-Bit-Ergebnis zu erzeugen.
V3 Version der Architektur (jetzt aufgegeben) wesentliche Änderungen der ARM-Architektur gemacht:
32-Bit-Adressierungsraum erhöht (4 GB);
Aktuelles Programm Statusinformationen werden aus dem ursprünglichen Register R15 im aktuellen Programmstatusregister CPSR (Aktuelles Programm Status Register) bewegt;
Eine Erhöhung des gespeicherten Programmstatusregister SPSR (gesicherte Programmstatusregister);
Eine abnormale Erhöhung von zwei Betriebsarten, so daß das Betriebssystem-Code kann bequem verwendet werden, um Datenzugriffsausnahme, Befehlsvorabruf abort Ausnahme und eine undefinierte Befehlsausnahme zu suspendieren. ;
Erhöhte MRS / MSR Anweisungen für den Zugriff der neuen CPSR / SPSR Register;
Erhöhte Rückkehrbefehl von der Ausnahmebehandlung Funktion.
1.2.4 ARM Version Ⅳ : V4 Version der Architektur
V4 Version der Architektur auf dem weiteren Ausbau der V3 Version V4 Version der Architektur gemacht ist die am weitesten verbreiteten ARM-Architektur, ARM7, ARM8, ARM9 und StrongARM die Architektur eingeführt haben.
V4 ist nicht mehr kompatibel mit dem obligatorischen 26-Adressraum, aber auch deutlich gemacht, welchen Befehle eine undefinierte Befehlsausnahme verursachen.
Befehlssatz fügt die folgenden Funktionen:
Symbole und nicht-symbolische und symbolische Halbwort- Byte-Lade / Speicheranweisung;
T-Variante erhöht, wobei der Prozessor in THUMB-Zustands, eine Zunahme von 16-Bit Thumb-Befehlssatz betrieben werden kann;
Verbessern Sie die Software-Interrupt-SWI-Befehls-Funktion;
Die Einführung des Modus des Prozessors den Systembetrieb Benutzerberechtigungsmodusregister;
Einige ungenutzten Raum-Capture-Befehl ist eine undefinierte Anweisung
1.2.5 ARM Version Ⅴ : V5 Version der Architektur
V5-Architektur ist die Version einige neue Anweisungen auf der Grundlage der V4-Version, ARM10 und XScale sind mit dieser Version der Architektur ergänzt.
Diese neuen Befehle sind:
Und BLX Anweisungen übertragen Verbindung mit dem Austausch;
CLZ Befehls Zählen führender Nullen;
BRK Unterbrechungsbefehl;
Erhöht sich die digitalen Signalverarbeitungsbefehle (V5TE Ausgabe), mehrere auswählbare Anweisung hinzuzufügen, ist ein Coprozessor
Verbesserung der Effizienz zwischen dem Arm / Thumb Zustand umzuschalten;
E --- Verbesserte DSP-Befehlssatz umfasst alle 16-Bit-Multiplikationsoperationen und arithmetische Operationen;
J ---- unterstützen neue JAVA, Hardware-Bytecode-Ausführung und Optimierungssoftware Beschleunigung bereitstellt.
1.2.6 ARM Version Ⅵ : V6 - Version der Architektur
Architektur V6-Version wird im Jahr 2001 veröffentlicht, zunächst im Frühjahr 2002 der ARM11 Prozessor freigegeben. Zur gleichen Zeit, Reduzierung des Energieverbrauchs, sondern auch die Grafikleistung verstärkt. Multimedia durchgeführte Verarbeitung durch eine wirksame SIMD Zugabe (Single Instruction, Multiple Data, Single Instruction Multiple Data) Funktion, die Sprach- und Bildverarbeitungsfunktionen zu erhöhen, um das Vierfache des Prototyp.
Diese Architektur basiert auf der V5-Version fügt die folgenden Funktionen:
THUMBTM: 35% Kompressionscodes;
DSP Expansion: Hochleistungs-Festpunkt-DSP-Funktion;
JazelleTM: Java-Performance-Optimierung kann durch 8-fache erhöht werden;
Medien Expansion: Audio / Video-Performance-Optimierung, um 4-fache erhöht werden
2 ARM Modell
2.1 Core - Modell
ARM-Architektur auf dem jeweiligen Kerntyp basiert, wie unten dargestellt:
https://blog.csdn.net/kinsor/article/details/37761989
https://blog.csdn.net/ZCShouCSDN/article/details/84393473
Bevor ARMv7 32 Bit Busbreite sind, von Anfang an ARMv8 64-Bit breiten Bus verlängert wird (Datenbus, Adreßbus, ein Steuerbus 64 Bit breit ist, wird im Allgemeinen nicht den vollständigen Adressraum).
2.2 Product Naming
ARM-Prozessor Namensformat:
ARM xyz TDMIEJF -S
x: sequence
y: 2: mit MMU, 4 mit MPU, 6 Nr
z: 0: Standard-Cache, 2: die reduzierte Cache, 6 variable cache
T: Thumb-Befehlssatzprozessor-Unterstützung
D: Stützen JTAG Debugger
M: Unterstützung lange Multiplizierbefehle
I: Es Embedded Trace Macrocell
E: Unterstützung für die verbesserten Befehl (basierend TDMI)
J: Unterstützung JAVA-Hardware-Beschleunigung (Jazelle)
F: Support-Vektor-Gleitkommaeinheit
S: kann konsolidiert Version
2.3 Core - Anwendungen
ARM7: ARMv4 Architektur, ARM9: ARMv5 Architektur, ARM11: ARMv6-Architektur ARM-Cortex-Serie: ARMv7-Architektur.
ARM7 keine MMU (Memory Management Unit) kann nur MCU (Mikrocontroller) aufgerufen werden kann Linux nicht ausgeführt, WinCE, usw. Dieses moderne Multi-User-Multi-Prozess-Betriebssystem, wie läuft diese Systeme MMU benötigen, kann jeden Benutzerprozess zugeordnet wird ihren eigenen separaten Adressraum verarbeiten. Ucos, ucLinux diese rationalisiert Echtzeit RTOS Sie MMU nicht benötigen, können natürlich auf ARM7 ausgeführt werden.
ARM9, ARM11, eingebetteter CPU (Prozessor), mit einem MMU, wie Linux kann mehrere Prozesse, wie beispielsweise Mehrbenutzer-Betriebssystem, Anwendungen auch verschieden von der ARM7 laufen.
Um damit zu beginnen, wenn ARMv7-Architektur Cortex genannt, und ist eingeteilt in Cortex-A, Cortex-R, Cortex-M drei Reihen. Drei Reihen von klarer Arbeitsteilung: Cutting-Edge „A“ -Serie basierte virtuelle Speicher für das Betriebssystem und die Benutzeranwendungen, „R“ für die Serie von Echtzeitsystemen, „M“ -Reihe von Mikrocontrollern. Kurz Cortex-A Serie CPU ist ein mobiles Feld, Cortex-R und Cortex-M-Serie sind für Echtzeitsteuerung MCU Technik verwendete
(1) Cortex-M-Serie: M-Profil, das heißt "Mic *** ontroller" -Profil, wobei der Schwerpunkt SCM Mikrocontroller-Anwendungen.
(2) Cortex-R-Serie: R-Profil, das heißt "Real-Time" -Profil, im Fall von Echtzeitsystemen konzentrieren.
(3) Cortex-A Series: A-Profil, das heißt, "Application" -Profil, im Fall von Anwendungsfunktionen konzentriert.
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