嵌入式开发需要什么准备?选择ARM7还是ARM9?

2020-05-07 10:40:47分类:硬件开发1192

  众所周知,一个嵌入式系统装置一般都由嵌入式计算机系统和执行装置组成, 嵌入式图标 嵌入式计算机系统是整个嵌入式系统的核心,由硬件层、中间层、系统软件层和应用软件层组成。执行装置也称为被控对象,它可以接受嵌入式计算机系统发出的控制命令,执行所规定的操作或任务。

  ARM公司设计了许多处理器,它们可以根据使用的不同内核划分到各个系列中。系列划分是基于ARM7、ARM9、ARM10、ARM11和Cortex内核。后缀数字7、9、10和11表示不同的内核设计。数字的升序说明性能和复杂度的提高。嵌入式定制

  ARM7系列处理器是英国ARM公司设计的主流嵌入式处理器ARM7内核是0.9MIPS/MHz的三级流水线和冯·诺伊曼结构;ARM9内核是5级流水线,提供1.1MIPS/MHz的哈佛结构。ARM7没有MMU。

  ARM7系列包括ARM7TDMI、ARM7TDMI-S、带有高速缓存处理器宏单元的ARM720T。该系列处理器提供Thumb16位压缩指令集和EmbededICE软件调试方式,适用于更大规模的SoC设计中。ARM7TDMI基于ARM体系结构V4版本,是目前低端的ARM核。

  ARM7TDMI处理器是ARM通用32位微处理器家族的成员之一。它具有优异的性能,但功耗却很低,使用门的数量也很少。它属于精简指令集计算机(RISC),比复杂指令集计算机(CISC)要简单得多。这样的简化实现了:高的指令吞吐量;出色的实时中断响应;小的、高性价比的处理器宏单元。三级流水线:ARM7TDMI处理器使用流水线来增加处理器指令流的速度。这样可使几个操作同时进行,并使处理和存储器系统连续操作,能提供0.9MIPS/MHz的指令执行速度。ARM7TDMI的流水线分3级,分别为:取指、译码、执行。正常操作过程中,在执行一条指令的同时对下一条指令进行译码,并将第三条指令从存储器中取出。内同时有5个指令在执行。在同样的加工工艺下,ARM9TDMI处理器的时钟频率是ARM7TDMI的1.8~2.2倍。

  ARM9系列处理器是英国ARM公司设计的主流嵌入式处理器,主要包括ARM9TDMI和ARM9E-S等系列。

  ARM9采用哈佛体系结构,指令和数据分属不同的总线,可以并行处理。在流水线上,ARM7是三级流水线,ARM9是五级流水线。由于结构不同,ARM7的执行效率低于ARM9。平时所说的ARM7、ARM9实际上指的是ARM7TDMI、ARM9TDMI软核,这种处理器软核并不带有MMU和cache,不能够运行诸如linux这样的嵌入式操作系统。而ARM公司对这种架构进行了扩展,所以有了ARM710T、ARM720T、ARM920T、ARM922T等带有MMU和cache的处理器内核。
 

嵌入式开发需要什么准备?选择ARM7还是ARM9?
 

  ARM7与ARM9的区别

  1。时钟频率的提高

  虽然ARM7和ARM9内核架构相同,但ARM7处理器采用3级流水线的冯·诺伊曼结构;,而ARM9采用5级流水线的哈佛结构。增加的流水线设计提高了时钟频率和并行处理能力。5级流水线能够将每一个指令处理分配到5个时钟周期内,在每一个时钟周期内同时有5个指令在执行。在常用的芯片生产工艺下,ARM7一般运行在100MHz左右,而ARM9则至少在200MHz以上。

  2指令周期的改进

  指令周期的改进对于处理器性能的提高有很大的帮助。性能提高的幅度依赖于代码执行时指令的重叠,这实际上是程序本身的问题。对于采用最高级的语言,一般来说,性能的提高在30%左右。

  3.MMU(内存管理单元)

  ARM7一般没有MMU(内存管理单元),(ARM720T有MMU)。ARM9一般是有MMU的,ARM9940T只有MPU,不是一个完整的MMU。

  这一条很重要,MMU单元是大型操作系统必需的硬件支持,如linux;WINCE等。这就是说,ARM7一般只能运行小型的实时系统如UCOS-II,eCOS等,而ARM9无此限制,一般的操作系统都可以移植。其实即使ARM720T能支持LINUX;WINCE等系统,也鲜有人用,因为以ARM7的运行速度跑这种大型操作系统,实在有点吃力。再者两者的应用领域明显不同,也无此必要。

  4。ARM7比ARM9提供了更好的性能-功耗比。它包含了THUMB指令集快速乘法指令和ICE调试技术的内核。

  5。在从ARM7到ARM9的平台转变过程中,有一件事情是非常值得庆幸的,即ARM9E能够完全地向后兼容ARM7上的软件;并且开发人员面对的编程模型和架构基础也保持一致。

  如果是一般性控制系统或仅仅用来替换8获16位机,ARM7显然是首选;但如果用在网络通信或大型的音视频处理等,则ARM9较合适。

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