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ARM7与ARM9到底有说明区别及如何进行优化

消耗积分:0 | 格式:rar | 大小:0.55 MB | 2019-09-29

  ARM7内核是0.9MIPS/MHz的三级流水线和冯·诺伊曼结构;

  ARM9内核是5级流水线,提供1.1MIPS/MHz的哈佛结构。

  arm7没有mmu,arm720T是MMU的;arm9是有mmu的,arm940T只有Memory protection unit.不是一个完整的MMU。

  ARM7TDMI提供了非常好的性能-功耗比。它包含了THUMB指令集快速乘法指令和ICE调试技术的内核。ARM9的时钟频率比ARM7更高,采用哈佛结构区分了数据总线和指令总线。

  ARM9与ARM7的比较及优化

  目前越来越多的嵌入式系统设计开始采用ARM9处理器。理解ARM9与ARM7的差别,以及如何针对ARM9进行系统优化,成为了一个令人关注的话题。本文通过对ARM9处理器的特点介绍,介绍针对ARM9处理器进行系统优化的一些有效方法。 随着更多应用在嵌入式系统中的实现,嵌入式系统设计向着更高级、更复杂的方向发展。作为32位结构体系中的翘楚,ARM在各种应用领域里得到了极其广泛的应用,成为目前国内电子设计领域里面的焦点之一(2005年一项针对国内嵌入式系统开发者的调查表明,有63%的工程师把ARM作为32位CPU的首选)。过去几年里,绝大部分ARM系统都是基于ARM7处理器,最近一年里,基于ARM9处理器的产品越来越多,研究ARM9的特点以及如何优化从ARM7到 ARM9的移植,成为很多嵌入式系统设计者所关注的热点问题。 我们惯称的ARM9系列中又存在ARM9与ARM9E两个系列,其中ARM9 属于ARM v4T架构,典型处理器如ARM9TDMI和ARM922T;而ARM9E属于ARM v5TE架构,典型处理器如ARM926EJ和ARM946E。因为后者的芯片数量和应用更为广泛,所以我们提到ARM9的时候更多地是特指ARM9E系列处理器(主要就是ARM926EJ和ARM946E这两款处理器)。下面关于ARM9的介绍也是更多地集中于ARM9E。 ARM7处理器和ARM9E处理器的流水线差别 对嵌入式系统设计者来说,硬件通常是第一考虑的因素。针对处理器来说,流水线则是硬件差别的最明显标志,不同的流水线设计会产生一系列硬件差异。让我们来比较一下ARM7和ARM9E的流水线,如图1。 可以看到ARM9E从ARM7的3级流水线增加到了5级,ARM9E的流水线中容纳了更多的逻辑操作,但是每一级的逻辑操作却变得更为简单。比如原来 ARM7的第三级流水,需要先内部读取寄存器、然后进行相关的逻辑和算术运算,接着处理结果回写,完成的动作非常复杂;而在ARM9E的5级流水中,寄存器读取、逻辑运算、结果回写分散在不同的流水当中,使得每一级流水处理的动作非常简洁。这就使得处理器的主频可以大幅度地提高。因为每一级流水都对应 CPU的一个时钟周期,如果一级流水中的逻辑过于复杂,使得执行时间居高不下,必然导致所需的时钟周期变长,造成CPU的主频不能提升。所以流水线的拉长,有利于CPU主频的提高。在常用的芯片生产工艺下,ARM7一般运行在100MHz左右,而ARM9E则至少在200MHz以上。

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