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嵌入式ARM11處理器特點分析

2017-08-23
關鍵詞: ARM11 嵌入式

  蘋果iPhone采用了三星電子生產的S3C6400型處理器,基于ARM11架構,arm1176JZF程序內核的運行頻率更是高達620MHz,從而保證了Mac OS的流暢運行,與之對應的程序運行內存達到了128M, 并采用了三星閃存芯片,容量達到了8GB.觸控方式方面,iPhone采用了Muti-touch技術,絢麗的3D界面以及流暢的畫面過度足以令人驚嘆科技之美。其他功能方面,iPhone不支持3G,不支持FM調頻收音機,不支持紅外線,不支持外接任何設備,功能限制了不少啊。

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  ARM處理器微體系結構的演變——過去的十年中,ARM處理器經歷了從簡單的ARM7TDMI內核發展到最新ARM11EJ-S內核,當前有5個產品系列——ARM7、ARM9、ARM9E、ARM10、 SecurCore和ARM11.從簡單的三級流水線到先進的8級流水線結構。用單個時鐘來進行比較,性能差別不大。 ARM11是ARM家族中性能最強的一個系列。 ARM7TM 通常只能在200MHz以下的頻率運行;arm11系列處理器展示了在性能上的巨大提升,首先推出350M~500MHz時鐘頻率的內核,在未來將上升到1GHz時鐘頻率。

  ARM11處理器在提供高性能的同時,也允許在性能和功耗間做權衡以滿足某些特殊應用。通過動態調整時鐘頻率和供應電壓,開發者完全可以控制這兩者的平衡。在0.13um工藝,1.2v條件下,arm11處理器的功耗可以低至0.4mW/MHz.

  ARM11處理器的超強性能是由一系列的架構特點所決定的。ARMv6-決定性能的基礎armv6架構決定了可以達到高性能處理器的基礎。

  ??總的來說,armv6架構通過以下幾點來增強處理器的性能:

  ??多媒體處理擴展

  ??使MPEG4編碼/解碼加快一倍

  ??音頻處理加快一倍

  ??增強的Cache結構

  ??實地址Cache

  ??減少Cache的刷新和重載

  ??減少上下文切換的開銷

  ??增強的異常和中斷處理

  ??使實時任務的處理更加迅速= 支持Unaligned和Mixed-endian數據訪問

  ??使數據共享、軟件移植更簡單,也有利于節省存儲器空間

  ??對絕大多數應用來說,ARMv6保持了100%的二進制向下兼容,使用戶過去開發的程序可以進一步繼承下去。armv6保持了所有過去架構中的T(Thumb指令)和E(DSP指令)擴展,使代碼壓縮和DSP處理特點得到延續;為了加速Java代碼執行速度的ARM Jazalle技術也繼續在armv6架構中發揮重要作用。

  ??arm11處理器的內核特點

  ??ARM11處理器是為了有效的提供高性能處理能力而設計的。該系列主要有ARM1136J,ARM1156T2和arm1176JZ三個內核型號

  ARM11處理器系列可以在使用130nm代工廠技術、小至2.2mm2芯片面積和低至0.24mW/MHz的前提下達到高達500MHz的性能表現。arm11處理器系列以眾多消費產品市場為目標,推出了許多新的技術,包括針對媒體處理的SIMD,用以提高安全性能的TrustZone技術,智能能源管理(IEM),以及需要非常高的、可升級的超過2600 Dhrystone 2.1 MIPS 性能的系統多處理技術。

  ARM1176JZF-S可綜合處理器專門針對包括數字電視、機頂盒、游戲機以及手機在內的消費及無線產品。這一處理器采用了ARM Jazelle? Java加速技術、arm TrustZone?技術(專門針對為運行開放式操作系統例如Symbian OS、Linux和Windows CE的消費產品提供安全性能的關鍵技術)以及一個矢量浮點(VFP)協處理器(為嵌入式3D圖像提供強大的加速功能)。

  目前有很多應用要求多處理器的配置(多個ARM內核,或ARM+DSP的組合),ARM11處理器從設計伊始就注重更容易地與其他處理器共享數據,以及從非ARM的處理器上移植軟件。以朗銳智科(www.lrist.com)十多年的嵌入式開發經驗來看,ARM11的媒體處理能力和低功耗特點,特別適用于無線和消費類電子產品;其高數據吞吐量和高性能的結合非常適合網絡處理應用;另外,也在實時性能和浮點處理等方面ARM11可以滿足汽車電子應用的需求。


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