ARM系列微處理器簡介之：ARM芯片的特點與選型
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1.5ARM芯片的特點與選型
1.5.1不同系列處理器間的比較
表1.3顯示了ARM7、ARM9、ARM10及ARM11內(nèi)核之間屬性的比較。有些屬性依賴于生產(chǎn)過程和工藝，具體芯片需參閱其芯片手冊。
表1.3 ARM系列處理器屬性比較
項目 | ||||
流水線深度 | 3級 | 5級 | 6級 | 8級 |
典型頻率（MHz） | 80 | 150 | 260 | 335 |
功耗（mw/MHz） | 0.06 | 0.19（+Cache） | 0.5（+Cache） | 0.4（+Cache） |
MIPS/MHz | 0.97 | 1.1 | 1.3 | 1.2 |
架構(gòu) | 馮·諾伊曼 | 哈佛 | 哈佛 | 哈佛 |
乘法器 | 8×32 | 8×32 | 16×32 | 16×32 |
表1.4總結(jié)了各種處理器的不同功能。
表1.4 ARM處理器不同功能特性
CPU核 | MMU/MPU | Cache | Jazelle | Thumb | 指令集 | E |
ARM7TDMI | 無 | 無 | 否 | 是 | v4T | 否 |
ARM7EJ-S | 無 | 無 | 是 | 是 | v5TEJ | 是 |
ARM720T | MMU | 統(tǒng)一8KBCache | 否 | 是 | v4T | 否 |
ARM920T | MMU | 獨立16KB指令和數(shù)據(jù)Cache | 否 | 是 | v4T | 否 |
ARM922T | MMU | 獨立8KB指令和數(shù)據(jù)Cache | 否 | 是 | v4T | 否 |
ARM926EJ-S | MMU | Cache和TCM可配置 | 是 | 是 | v5TEJ | 是 |
ARM940T | MPU | 獨立4KB指令和數(shù)據(jù)Cache | 否 | 是 | v4T | 否 |
ARM946E-S | MPU | Cache和TCM可配置 | 否 | 是 | v5TE | 是 |
ARM966E-S | 無 | Cache和TCM可配置 | 否 | 是 | v5TE | 是 |
ARM1020E | MMU | 獨立32KB指令和數(shù)據(jù)Cache | 否 | 是 | v5TE | 是 |
ARM1022E | MMU | 獨立16KB指令和數(shù)據(jù)Cache | 否 | 是 | v5TE | 是 |
ARM1026EJ-S | MMU | Cache和TCM可配置 | 是 | 是 | v5TE | 是 |
ARM1036J-S | MMU | Cache和TCM可配置 | 是 | 是 | v6 | 是 |
ARM1136JF-S | MMU | Cache和TCM可配置 | 是 | 是 | v6 | 是 |
1.5.2ARM芯片的選型
隨著國內(nèi)嵌入式應(yīng)用領(lǐng)域的發(fā)展，ARM芯片必然會獲得廣泛的重視和應(yīng)用。但是由于ARM芯片有多達(dá)十幾種的芯核結(jié)構(gòu)、70多芯片生產(chǎn)廠家以及千變?nèi)f化的內(nèi)部功能配置組合，開發(fā)人員在選擇方案時會有一定的困難。所以對ARM芯片做對比研究是十分必要的。
1．ARM芯片選擇的一般原則
從應(yīng)用角度看，在選擇ARM芯片時應(yīng)從以下幾個方面考慮。
（1）ARM芯核
如果希望使用WindowsCE或Linux等操作系統(tǒng)以減少軟件開發(fā)時間，就需要選擇ARM720T以上帶有MMU（MemoryManagementUnit）功能的ARM芯片，ARM720T、StrongARM、ARM920T、ARM922T、ARM946T都帶有MMU功能。而ARM7TDMI沒有MMU，不支持WindowsCE和大部分的Linux；但目前有uCLinux等少數(shù)幾種Linux不需要MMU的支持。
（2）系統(tǒng)時鐘控制器
系統(tǒng)時鐘決定了ARM芯片的處理速度。ARM7的處理速度為0.97MIPS/MHz，常見的ARM7芯片系統(tǒng)主時鐘為20～133MHz，ARM9的處理速度為1.1MIPS/MHz，常見的ARM9的系統(tǒng)主時鐘為100～233MHz，ARM10最高可以達(dá)到700MHz。不同芯片對時鐘的處理不同，有的芯片只有一個主時鐘頻率，這樣的芯片可能不能同時顧及UART和音頻時鐘準(zhǔn)確性，如CirrusLogic的EP7312等；有的芯片內(nèi)部時鐘控制器可以分別為CPU核和USB、UART、DSP、音頻等功能部件提供同頻率的時鐘，如PHILIPS公司SAA7750等芯片。
（3）內(nèi)部存儲器容量
在不需要大容量存儲器時，可以考慮選用有內(nèi)置存儲器的ARM芯片。表1.5列出了內(nèi)置存儲器的ARM芯片。
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