| 词条 | ARM9 |
| 释义 | 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。 概述以手机应用为例，2G手机只需提供语音及简单的文字短信功能，而目前的2．5G和3G手机除了提供这两项功能外，还必须提供各种其他的应用功能。主要包括：(1)无线网络设备：手机上网、电子邮件及其他定位服务等功能；(2)PDA功能：含有用户操作系统(Windows CE、Symbian OS、Linux等)及其他功能；(3)高性能功能：音频播放器、视频电话、手机游戏等。在2．5G和3G的应用中ARM9已经全面替代了ARM7。因为ARM9的新特性能够满足各种新需求的同时减少产品研发时间并降低研发费用。 处理能力的提高新一代的ARM9处理器，通过全新的设计，采用了更多的晶体管，能够达到两倍以上于ARM7处理器的处理能力。这种处理能力的提高是通过增加时钟频率和减少指令执行周期实现的。 （一） 时钟频率的提高： ARM7处理器采用3级流水线，而ARM9采用5级流水线。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。 （二） 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。 指令1、loads 指令与n stores指令 指令周期数的改进最明显的是loads指令和stores指令。从ARM7到ARM9这两条指令的执行时间减少了30%。指令周期的减少是由于ARM7和ARM9两种处理器内的两个基本的微处理结构不同所造成的。 (1)ARM9有独立的指令和数据存储器接口，允许处理器同时进行取指和读写数据。这叫作改进型哈佛结构。而ARM7只有数据存储器接口，它同时用来取指令和数据访问。 (2)5级流水线引入了独立的存储器和写回流水线，分别用来访问存储器和将结果写回寄存器。 以上两点实现了一个周期完成loads指令和stores指令。 2、互锁(interlocks)技术 当指令需要的数据因为以前的指令没有执行完而没有准备好就会产生管道互锁。当管道互锁发生时，硬件会停止这个指令的执行，直到数据准备好为止。虽然这种技术会增加代码执行时间，但是为初期的设计者提供了巨大的方便。编译器以及汇编程序员可以通过重新设计代码的顺序或者其他方法来减少管道互锁的数量。 3、分枝指令 ARM9和ARM7的分枝指令周期是相同的。而且ARM9TDMI和ARM9E-S并没有对分枝指令进行预测处理。 ARM9E-S的结构及其特点以ARM9E-S为例介绍ARM9处理器的主要结构及其特点。ARM9E-S的结构如图4所示。其主要特点如下： (1)32bit定点RISC处理器，改进型ARM/Thumb代码交织，增强性乘法器设计。支持实时(real-time)调试； (2)片内指令和数据SRAM，而且指令和数据的存储器容量可调； (3)片内指令和数据高速缓冲器(cache)容量从4K字节到1M字节； (4)设置保护单元(protection unit)，非常适合嵌入式应用中对存储器进行分段和保护； (5)采用AMBA AHB总线接口，为外设提供统一的地址和数据总线； (6)支持外部协处理器，指令和数据总线有简单的握手信令支持； (7)支持标准基本逻辑单元扫描测试方法学，而且支持BIST(built-in-self-test)； (8)支持嵌入式跟踪宏单元，支持实时跟踪指令和数据。 ARM9的典型应用TI公司的OMAP730是最新的无线通信基带信号处理器。该处理器是TI的GPRS Class 12通信模块与专用于应用处理的ARM926通用处理器(GPP)的集成。由于GPP的速度可达200MHz，因此OMAP730具有两倍于上一代OMAP710处理器的应用处理性能。如同所有的OMAP处理器一样，OMAP730可支持领先的移动操作系统，其中包括Microsoft的智能电话与Pocket PC PhoneEdition、Symbian OS与Series 60、Palm OS以及Linux。 TIOMAP730的结构TI OMAP730结构如图5所示。其中ARM926TEJ处理器的主要特性包括：(1)最高频率200MHz；(2)16KB指令高速缓存，8KB数据高速缓存；(3)硬件JAVA加速；(4)扩展多媒体指令集结构。 ARM微处理器是一种高性能、低功耗的32位微处器，它被广泛应用于嵌入式系统中。ARM9代表了ARM公司主流的处理器，已经在手持电话、机顶盒、数码像机、GPS、个人数字助理以及因特网设备等方面有了广泛的应用。 EP930处理器的优势·EP930x处理器 EP9301/EP9302是Cirrus Logic公司新近推出的系列arm9芯片中的一种极具价格优势的处理器，它的高性能设计是许多消费和工业电子产品的理想选择。 EP9301拥有先进的166兆赫 ARM920T处理器（Ep9302为200兆赫）, 66兆赫系统总线(EP9302为100兆赫系统总线)以及支持Linux、Windows CE和其它许多嵌入式操作系统的存储器管理器单元（MMU）。ARM920T 的32位微处理器结构带有一个5阶管线，可以极低的功耗提供优异的性能。 16K指令高速缓存和16K数据高速缓存可为现有的程序和数据提供零等待时间，或者也可被锁定，以确保对关键指令和数据的无延迟存取。另外Ep9302具有MaverickCrunch协处理器。这一协处理器显著提高了ARM920T的单/双精度整数及浮点运算能力。当对数字音频和视频格式进行编码、执行工业控制运算以及其它运算密集型计算和数据处理功能时，该协处理器可使EP9302具有高速精确计算能力。 详细信息可访问： http://www.devicegate.com/arm9.htm 常见问答： 1、学习S3C2440有什么意义？ 答：原因一，S3C2440是目前网络上资料、论坛最多的arm9处理器，对于学习或者开发者都能很便利的获取资料。原因二，S3C2440能够运行linux、wince等大型操作系统，构成非常典型的cpu+os嵌入式系统，嵌入式处理器种类繁多，不可能每一款都要去学习，一旦掌握了一个典型的cpu+os系统的开发就可以触类旁通了。 2、ARM9的学习应该如何着手？ 答：对于基础差的朋友，从单片机原理、c语言、操作系统原理下下功夫；对于学习过单片机的朋友，估计学arm最大的难点在于操作系统，重点熟悉下操作系统原理；对于基础已经不错的朋友，下功夫专研下嵌入式数据库、驱动编程、通信协议编程、内核裁剪；对于不清楚自己层次的朋友，可以直接拿板子跑，不懂的上网查资料，实践多了自然理解；最后就是切忌浮躁了，有的朋友今天装个ubuntu明天装个debian，后天装个fedroa...装了七八个版本最后也没搞明白怎么做开发，建议练习好基本功，什么技术都能很快掌握。 3、嵌入式的职业前景如何？ 答：硬说嵌入式比公务员前景还好，那是瞎说。对于没有什么背景，性格不太适合做销售的人，学习嵌入式练就一技之长还是不错的，嵌入式软硬结合不容易遭遇职业瓶颈，入门门槛高，待遇也不错，是个可持续发展的职业方向。 教程推荐 ： 经常有人让我推荐几本书，我觉得这几本还不错，但是我也很少看书，主要逛论坛下载电子资料。 《鸟哥的Linux私房菜基础学习篇》 鸟哥 人民邮电出版社 （不是讲开发的，用于熟悉linux环境） 《Linux程序设计(第3版)》 马修 人民邮电出版社 （主要讲linux开发的） 《ARM嵌入式Linux系统开发从入门到精通》 李亚峰 清华大学出版社 （结合arm讲linux开发的） 《ARM体系结构与编程》 杜春雷 清华大学出版社 （讲arm的好书） 《LINUX内核源代码情景分析(上/下册)》 毛德操 浙江大学出版社 （高手必备，初学不建议购买） 《Windows CE工程实践完全解析(Windows CE项目开发实践丛书)》 李大为 中国电力出版社 （讲wince的好书） 《Windows CE开发实例精粹(嵌入式技术与应用丛书)》 张冬泉 电子工业出版社 （讲wince的好书） 《μC/OS-2源码公开的实时嵌入式操作系统》 中国电力出版社 邵贝贝 （看完这本书再实验下那5个例子，ucos就掌握了） |
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