ARM体系结构

 

1.体系结构的发展

1.1 版本的发展

• 到目前，ARM体系结构共定义了7个版本，v1~v7。
• v4有T变种（v4T支持Thumb指令集）。ARM920T，是ARM9系列的第一个处理器，1997年推出。

v4T包括：

ARM7TDMI核（ARM710T、ARM720T、ARM740T处理器）、ARM7TDMI-S；

ARM9TDMI核（ARM910T、ARM920T、ARM940T处理器）、StrongARM（Intel）；

• v5有T变种、E变种（DSP指令）、J变种（Java指令）。

v5T包括：

ARM10TDMI核（ARM1020T处理器）；

v5TE包括：

ARM9E核（ARM946、ARM966）、ARM9E-S；

ARM10E核（ARM1020E、ATM1022E）、Xscal（Intel）；

v5TEJ包括：

ARM9EJ核（ARM926EJ）、ARM9EG-S；

ARM10EJ核；

• v6架构于2001年发布，2002年发布v6版本的核ARM11，v6包含四种特殊指令集：Thumb指令（T）、DSP指令（E）、Java指令（J）、Media指令。
• v7架构采用了Thumb-2技术、NEON技术，cortex系列分高端Cortex-A、中端Cortex-R、低端Cortex-M。

1.2 体系结构的发展 

• ARM7系列处理器，v4指令集，三级流水线，内核采用冯诺依曼体系结构，数据和指令使用同一条总线；最高频率130MIPS；主时钟20~133MHz。
• ARM9系列处理器，v4指令集，五级流水线，内核采用哈佛体系结构，数据和指令使用不同的总线；主时钟100~233MHz；
• ARM9E系列处理器，v5指令集；
• ARM10系列处理器，六级流水线；
• ARM11系列处理器，v6指令集，八级流水线，如ARM1136J-S；

 

2. ARM920T体系结构

• ARM9TDMI内核，v4T架构；
• 两套指令集；
• 5级流水线；
• 16KB数据缓存和16KB指令缓存；
• 有MMU；
• 7中工作模式：User、FIQ、IRQ、Supervisor、Abort、Undef、System；
• 37个32位寄存器（30个通用、1个当前程序状态寄存器CPSR、5个备份程序状态寄存器、1个PC）；

处理器模式	体系结构	模式标志码
User	所有	0b10000
FIQ ‑快速中断请求模式	所有	0b10001
IRQ ‑ 中断请求模式	所有	0b10010
Supervisor	所有	0b10011
Abort	所有	0b10111
Undefined	所有	0b11011
System	ARMv4和以上版本	0b11111
Monitor	Security Extensions only	0b10110

3. 结构框图S3C2410、LPC11XX、s5pc100