本文將為你詳細介紹嵌入處理器界的新寵arm11處理器
arm11一系列微處理器是arm公司近年發(fā)布新品risc處理器，它是arm新指令架構(gòu)——armv6第一代設(shè)計方案解決方案。　　該一系列主要有arm1136j,arm1156t2與arm1176jz三個內(nèi)核型號參數(shù)，分別針對不同使用領(lǐng)域。　　本文將對最新armv6架構(gòu)進行說明，并深入研究arm11處理器先進特性與關(guān)鍵技術(shù)信息。　　armv6構(gòu)造體系　　解決方案新品微處理器第一步就是訂立一個新構(gòu)造體系。這里所說構(gòu)造體系僅僅是對處理器行為進行詳解，并不包括具體地指定處理器是怎么被建造。構(gòu)造體系定義供應(yīng)了處理器與外界操作方法系統(tǒng),應(yīng)用程序軟件與調(diào)試支持接口，從細節(jié)上說，處理器構(gòu)造體系定義了指令集，編程代碼模式與最近存儲器的間接口。　　全新arm處理器架構(gòu)—armv6，推出于2001年10月，它創(chuàng)建于過去十年arm許多成功構(gòu)造體系基礎(chǔ)上。同處理器授權(quán)相似，arm也向客戶授權(quán)它構(gòu)造體系。比如，intelxscale就是armv5te處理器。本文也會就arm11與intel xscale特性作一相比較。
　　目標使用　　armv6架構(gòu)是根據(jù)下一代消費類電子，無線設(shè)備，網(wǎng)絡(luò)使用與汽車電子產(chǎn)品等需求而制定。arm11媒體處理能力與低功耗特性，特別可用于無線與消費類電子產(chǎn)品；其高數(shù)據(jù)吞吐量與高性能組成非常適合網(wǎng)絡(luò)處理使用；另外，也在實時性能與浮點處理等方面arm11能足夠汽車電子使用需求。能預言，amrv6體系構(gòu)造arm11一系列處理器將在上述領(lǐng)域發(fā)揮巨大用處。　　主要特性　　對于各種無線移動使用，毫無節(jié)制供應(yīng)高性能處理器是無用。同成本控制類似，功耗控制也是一個顯要因素。　　arm11一系列處理器展示了在性能上巨大優(yōu)化，首先發(fā)布350m~500mhz時鐘頻率內(nèi)核，在將來將上升到1ghz時鐘頻率如圖2。
　　arm11處理器在供應(yīng)高性能同時，也允許在性能與功耗間做權(quán)衡對足夠某些特殊使用。通過動態(tài)調(diào)整時鐘頻率與供應(yīng)電壓，研發(fā)者完全能控制這兩者平衡。在0.13um工藝，1.2v環(huán)境下，arm11處理器功耗能低到0.4mw/mhz。
　　arm11處理器同時供應(yīng)了可綜合版本與半定制硬核兩種解決方案。可綜合版本能能讓客戶根據(jù)自己半導體工藝研發(fā)出各有特色處理器內(nèi)核，并保持足夠靈活性。arm解決方案硬核則是為了足夠那些極高性能與速度條件使用，同時為客戶節(jié)省解決方案成本與時間。　　為了能讓客戶更方便地走完解決方案過程，arm11處理器使用了易于綜合流水線構(gòu)造，并與常見綜合工具對及ram compiler良好組成，確保了客戶能成功并迅速達到時序收斂。目前已有arm11處理器在不包含cache情況下面積小于2.7mm2，對于當前復雜soc設(shè)計方案來說，如此小die size對ic成本減少是極其顯要。arm11處理器在很多方面為軟件研發(fā)者帶來便利。一方面，它包含了更多多媒體處理指令來加速視頻與音頻處理；另一方面，它新品存儲器系統(tǒng)進一步提升了操作方法系統(tǒng)性能；此外，還供應(yīng)了新指令來加速實時性能與中斷響應(yīng)。　　再次，目前有很多使用條件多處理器設(shè)置多個arm內(nèi)核，或arm+dsp組合，arm11處理器從設(shè)計方案伊始就注重更輕松地及其他處理器共享數(shù)據(jù)，對及從非arm處理器上移植軟件。此外，arm還研發(fā)了arm11一系列多處理器系統(tǒng)——mpcore由二個到四個arm11內(nèi)核結(jié)合。　　優(yōu)秀性能　　arm11處理器超強性能是由一一系列架構(gòu)特性所決定。armv6—決定性能基礎(chǔ)armv6架構(gòu)決定了能達到高性能處理器基礎(chǔ)。　　總來說，armv6架構(gòu)通過對下幾點來增強處理器性能：　　·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cache構(gòu)造　　實地址cache　　減少cache刷新與重載　　減少上下文切換開銷　　·增強異常與中斷處理　　使實時任務(wù)處理更加迅速= 支持unaligned與mixed-endian數(shù)據(jù)訪問　　使數(shù)據(jù)共享，軟件移植更簡單，也有利于節(jié)省存儲器空間　　對絕大多數(shù)使用來說，armv6保持了100%二進制向下兼容，運用戶過去研發(fā)程序能進一步繼承下去。armv6?
保持了所有過去架構(gòu)中tthumb指令與edsp指令擴展，使源代碼壓縮與dsp處理特性得到延續(xù)；為了加速java源代碼執(zhí)行速度arm jazalle技術(shù)信息也繼續(xù)在armv6架構(gòu)中發(fā)揮顯要用處。　　arm11處理器內(nèi)核特性　　arm11處理器是為了有效供應(yīng)高性能處理能力而設(shè)計方案。在這里需強調(diào)是，arm并不是不能設(shè)計方案出啟動在更高頻率處理器，而是，在處理器能供應(yīng)超高性能同時，還要保證功耗，面積有效性。arm11優(yōu)秀流水線設(shè)計方案是這些功能顯要保證。
ARM11系列微處理器是ARM公司近年推出的新一代RISC處理器，它是ARM新指令架構(gòu)——ARMv6的第一代設(shè)計實現(xiàn)。該系列主要有ARM1136J，ARM1156T2和ARM1176JZ三個內(nèi)核型號，分別針對不同應(yīng)用領(lǐng)域。

　　實現(xiàn)新一代微處理器的第一步就是訂立一個新的結(jié)構(gòu)體系。這里所說的結(jié)構(gòu)體系只是對處理器行為進行描述，并不包括具體地指定處理器是如何被建造的。結(jié)構(gòu)體系的定義提供了處理器和外界（操作系統(tǒng)，應(yīng)用程序和調(diào)試支持）的接口，從細節(jié)上說，處理器結(jié)構(gòu)體系定義了指令集、編程模式和最近的存儲器之間的接口。最新的ARM處理器架構(gòu)—ARMv6，發(fā)布于2001年10月，它建立于過去十年ARM許多成功的結(jié)構(gòu)體系基礎(chǔ)上。同處理器的授權(quán)相似，ARM也向客戶授權(quán)它的結(jié)構(gòu)體系。比如，Intel的XScale就是基于ARMv5TE的處理器。

　　ARMv6架構(gòu)是根據(jù)下一代的消費類電子、無線設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用和汽車電子產(chǎn)品等需求而制定的。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(chǎn)品；其高數(shù)據(jù)吞吐量和高性能的結(jié)合非常適合網(wǎng)絡(luò)處理應(yīng)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(yīng)用的需求。可以預言，基于AMRv6體系結(jié)構(gòu)的ARM11系列處理器將在上述領(lǐng)域發(fā)揮巨大的作用。

　　對于各種無線移動應(yīng)用，毫無節(jié)制的提供高性能處理器是無用的。同成本控制類似，功耗的控制也是一個重要因素。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(nèi)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(quán)衡以滿足某些特殊應(yīng)用。通過動態(tài)調(diào)整時鐘頻率和供應(yīng)電壓，開發(fā)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處理器同時提供了可綜合版本和半定制硬核兩種實現(xiàn)。可綜合版本可以讓客戶根據(jù)自己的半導體工藝開發(fā)出各有特色的處理器內(nèi)核，并保持足夠靈活性。ARM實現(xiàn)的硬核則是為了滿足那些極高性能和速度要求的應(yīng)用，同時為客戶節(jié)省實現(xiàn)的成本和時間。為了讓客戶更方便地走完實現(xiàn)流程，ARM11處理器采用了易于綜合的流水線結(jié)構(gòu)，并和常用的綜合工具以及RAM compiler良好結(jié)合，確保了客戶可以成功并迅速的達到時序收斂。目前已有的ARM11處理器在不包含Cache的情況下面積小于2.7mm2，對于當前復雜的SoC設(shè)計來說，如此小的die size對芯片成本的降低是極其重要的。ARM11處理器在很多方面為軟件開發(fā)者帶來便利。一方面，它包含了更多的多媒體處理指令來加速視頻和音頻處理；另一方面，它的新型存儲器系統(tǒng)進一步提高了操作系統(tǒng)的性能；此外，還提供了新指令來加速實時性能和中斷的響應(yīng)。再次，目前有很多應(yīng)用要求多處理器的配置（多個ARM內(nèi)核，或ARM+DSP的組合），ARM11處理器從設(shè)計伊始就注重更容易地與其他處理器共享數(shù)據(jù)，以及從非ARM的處理器上移植軟件。此外，ARM還開發(fā)了基于ARM11系列的多處理器系統(tǒng)——MPCORE（由二個到四個ARM11內(nèi)核組成）。

　　ARM11處理器的超強性能是由一系列的架構(gòu)特點所決定的。

　　ARMv6—決定性能的基礎(chǔ)

　　ARMv6架構(gòu)決定了可以達到高性能處理器的基礎(chǔ)。總的來說，ARMv6架構(gòu)通過以下幾點來增強處理器的性能：

　　1.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

　　2.增強的Cache結(jié)構(gòu)

　　實地址Cache4

　　減少Cache的刷新和重載

　　減少上下文切換的開銷

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的arm11处理器架构详细分析的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網(wǎng)站內(nèi)容還不錯，歡迎將生活随笔推薦給好友。