ARM微处理器系列简介

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外，每个系列的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。

●SecurCore系列。

●Intel的Xscale。

●Intel的StrongARM。

●Cortex。

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系列专门为安全性要求较高的应用而设计。

下面简单介绍各种处理器的特点及应用领域。

1.ARM7系列微处理器

ARM7系列的微处理器为低功耗的32位RISC处理器，最适合用于对价位和功耗要求较高的消费类应用。ARM7微处理器系列具有如下特点：

●具有嵌入式ICE-RT逻辑，调试开发方便。

●极低的功耗，适合对功耗要求较高的应用，如便携式产品等。

●能够提供0.9MIPS/MHz的3级流水线结构。

●代码密度高并兼容16位的Thumb指令集。

●对操作系统支持广泛，包括WindowsCE、Linux和PalmOS等。

●指令系统与ARM9系列、ARM9E系列和ARM10E系列兼容，便于用户的产品升级换代。

●主频最高可达130MIPS，高速的运算处理能力能胜任绝大多数的复杂应用。

ARM7系列微处理器的主要应用领域为：工业控制、Internet设备、网络和调制解调器设备、移动电话等多种多媒体和嵌入式应用。

ARM7系列微处理器包括如下几种类型的核：ARM7TDMI、ARM7TDMI-S、ARM720T、ARM7EJ。其中，ARM7TDMI是目前使用最广泛的32位嵌入式RISC处理器，属低端ARM处理器核。ARM7系列处理器没有内存管理单元（MMU）。TDMI的基本含义为

●T：支持16位压缩指令集Thumb。

●D：支持片上调试（Debug）。

●M：内嵌硬件乘法器（Multiplier）。

●I：嵌入式ICE，支持片上断点和调试点。

2.ARM9系列微处理器

ARM9系列的微处理器在高性能和低功耗特性方面提供最佳的性能。具有以下特点：

●采用取指、译码、执行、缓冲和回写5级整数流水线，指令执行效率更高。

●提供1.1MIPS/MHz的哈佛结构。

●支持32位ARM指令集和16位Thumb指令集。

●支持32位的高速AMBA总线接口。

●全性能的MMU，支持WindowsCE、Linux和PalmOS等多种主流嵌入式操作系统。

●MPU支持实时操作系统。

●支持数据Cache和指令Cache，具有更高的指令和数据处理能力。

ARM9系列的微处理器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。

ARM9系列的微处理器包含ARM920T、ARM922T和ARM940T3种类型，以适用于不同的应用场合。

3.ARM9E系列微处理器

ARM9E系列的微处理器为可综合处理器，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系列的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系列微处理器的主要特点如下：

●支持DSP指令集，适合于需要高速数字信号处理的场合。

●5级整数流水线，指令执行效率更高。

●支持32位ARM指令集和16位Thumb指令集。

●支持32位的高速AMBA总线接口。

●支持VFP9浮点处理协处理器。(www.xing528.com)

●全性能的MMU，支持WindowsCE、Linux和PalmOS等多种主流嵌入式操作系统。

●MPU支持实时操作系统。

●支持数据Cache和指令Cache，具有更高的指令和数据处理能力。

●主频最高可达300MIPS。

ARM9E系列的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、存储设备和网络设备等领域。

ARM9E系列的微处理器包含ARM926EJ-S、ARM946E-S、ARM966E-S、ARM968E-S和ARM966HS等类型，以适用于不同的应用场合。

4.ARM10E微处理器系列

ARM10E系列的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，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系列的微处理器采用了两种先进的节能方式，使其功耗极低。

ARM10E系列微处理器的主要特点如下：

●支持DSP指令集，适合于需要高速数字信号处理的场合。

●6级整数流水线，指令执行效率更高。

●支持32位ARM指令集和16位Thumb指令集。

●支持32位的高速AMBA总线接口。

●支持VFP10浮点处理协处理器。

●全性能的MMU，支持WindowsCE、Linux和PalmOS等多种主流嵌入式操作系统。

●支持数据Cache和指令Cache，具有更高的指令和数据处理能力。

●主频最高可达400MIPS。

●内嵌并行读/写操作部件。

ARM10E系列的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。

ARM10E系列的微处理器包含ARM1020E、ARM1022E和ARM1026EJ-S3种类型，以适用于不同的应用场合。

5.ARM11微处理器系列

ARM11系列的微处理器是ARM公司近年推出的新一代RISC处理器，它是ARM新指令架构——ARMv6的第一代设计实现。ARM11的媒体处理能力和低功耗特点特别适用于无线和消费类电子产品，其高数据吞吐量和高性能的结合非常适合网络处理应用，在实时性能和浮点处理方面ARM11可以满足汽车电子应用的需求。

ARM11系列的微处理器主要有ARM11MPCore、ARM1136J（F）-S、ARM1156T2（F）-S和ARM1176JZ（F）-S等。

6.SecurCore微处理器系列

SecurCore系列的微处理器专为安全需要而设计，提供了完善的32位RISC技术的安全解决方案。因此，SecurCore系列的微处理器除具有ARM体系结构的低功耗、高性能的特点外，还具有其独特的优势，即提供了对安全解决方案的支持。

SecurCore系列的微处理器除了具有ARM体系结构的各种主要特点外，还在系统安全方面具有如下特点：

●带有灵活的保护单元，以确保操作系统和应用数据的安全。

●采用软内核技术，防止外部对其进行扫描探测。

●可集成用户自己的安全特性和其他协处理器。

SecurCore系列的微处理器主要应用于一些对安全性要求较高的应用产品及应用系统，如电子商务、电子政务、电子银行业务、网络和认证系统等领域。

SecurCore系列的微处理器包含SecurCore SC100、SecurCore SC110、SecurCore SC200和SecurCore SC2104种类型，以适用于不同的应用场合。

7.XScale处理器

XScale处理器是Intel目前主要推广的一款ARM微处理器。XScale处理器是基于ARMv5TE体系结构的解决方案，是一款全性能、高性价比、低功耗的处理器。它支持16位的Thumb指令和DSP指令集，已使用在数字移动电话、个人数字助理和网络产品等场合。Intel XScale具有下列特点：

●32KB的数据Cache。

●32KB的指令Cache。

●2KB的微小数据Cache。

●7级流水线。

●动态电源管理。

8.StrongARM微处理器系列

Intel StrongARM SA-1100处理器是采用ARM体系结构高度集成的32位RISC微处理器。它融合了Intel公司的设计和处理技术以及ARM体系结构的电源效率，采用在软件上兼容ARMv4体系结构、同时采用具有Intel技术优点的体系结构。

Intel StrongARM处理器是便携式通信产品和消费类电子产品的理想选择，已成功应用于多家公司的掌上电脑系列产品。

9.Cortex微处理器系列

Cortex系列的微处理器是基于ARMv7架构的，分为Cortex-A、Cortex-R和Cortex-M3类。其中，Cortex-A是传统的、基于虚拟存储的操作系统和应用程序而设计，支持ARM、Thumb和Thumb-2指令集。Cortex-R针对实时系统设计，支持ARM、Thumb和Thumb-2指令集。Cortex-M为对价格敏感的产品而设计，只支持Thumb-2指令集。

常见的嵌入式处理器还有Motorola公司处理器、IBMPowerPC处理器、Intelx86系列处理器和MIPS等。