ARM嵌入式微处理器在嵌入式系统中的原理与应用

ARM 是Advanced RISC Machines 的缩写,是公司的名称,专门致力于先进RISC 体系结构内核的研发。 ARM 不仅仅是公司的名字,还是一种处理器或一种技术,故可称为“ARM 公司”“ARM 微处理器”或“ARM 技术”。

(1)ARM 公司介绍

英国ARM(Advanced RISC Machines)Limited 公司成立于1990 年。 目前,ARM 架构处理器已在高性能、低功耗、低成本应用领域中占据领先地位。 ARM 公司是嵌入式RISC 处理器的知识产权IP 供应商。 既不生产芯片,也不销售芯片,而是设计出高效的IP 内核,授权给各半导体公司使用。 ARM 公司的业务模型如图1.1 所示。

半导体公司在ARM 技术的基础上,根据自己公司的产品定位,添加自己的设计,嵌入各种外围和处理部件,推出芯片产品形成各种嵌入式微处理器MPU 或微控制器MCU。

图1.1　ARM 公司的业务模型

(2)ARM 嵌入式微处理器系列(www.xing528.com)

ARM 微处理器主要系列包括ARM7 系列、ARM9 系列、ARM9E 系列、ARM10E 系列、ARM11 系列、SecurCore 系列、OptimoDE 系列、StrongARM 系列以及XScale 系列等。 其中,ARM7、ARM9、ARM9E 和ARM10 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;Strong-ARM 系列是Intel 公司生产的用于便携式通信产品和消费电子产品的理想嵌入式微处理器,应用于多家掌上电脑系列产品;XScale 系列是Intel 公司推出的基于ARMv5TE 体系结构的全性能、高性价比、低功耗的嵌入式微处理器,应用于数字移动电话、个人数字助理和网络产品等场合。

OptimoDE 嵌入式信号处理内核技术,高效地优化了特殊应用执行,数据引擎是快速发展的技术。 今天,普通用途的DSP 已不能满足消费应用的处理需求,这就需要向专用逻辑转换,但是,专用逻辑既耗时又价高且不灵活。 OptimoDE 内核的技术解决方案——提供了前所未有的性能,但功耗超低且小规模设计。 OptimoDE 数据引擎提供了专用逻辑级的性能和灵活的可编程步骤。

ARM 公司在经典处理器ARM2 以后的产品改用Cortex 命名,并分成A、R 和M 三类,旨在为各种不同的市场提供服务。 Cortex-R 是专门面向实时系统的Cortex 处理器核;Cortex-A是面对复杂的尖端应用程序,用于运行开放式复杂操作系统环境的Cortex 处理器核;Cortex-M是面向成本控制和微控制器应用提供优化的Cortex 处理器核。

由于ARM 公司只对外提供ARM 内核,各大厂商在授权付费使用ARM 内核的基础上研发生产各自的芯片,形成了嵌入式ARM CPU 的大家庭,提供这些内核芯片的厂商有Atmel、TI、飞思卡尔、NXP、ST 和三星等。