ARM11系列微处理器-嵌入式系统原理及应用

2023-11-21 理论教育版权反馈

【摘要】：ARM11系列微处理器是ARM公司推出的新一代RISC处理器，是ARM指令架构ARMv6的第一代设计实现。该系列主要有36J、ARM1156T2和ARM1176JZ共3个内核型号。ARM11系列微处理器在性能上有巨大提升，推出350MHz～500MHz时钟频率的内核。在0.13μm工艺，1.2V供应电压条件下，ARM11处理器的功耗可以低至0.4mW/MHz。ARM11处理器同时提供了可综合版本和半定制硬核两种实现方式。ARM11处理器在不包含Cache的情况下面积小于2.7mm2，对于复杂的SoC设计来说，如此小的尺寸对降低芯片成本有重要的作用。

ARM11系列微处理器是ARM公司推出的新一代RISC处理器，是ARM指令架构ARMv6的第一代设计实现。该系列主要有36J、ARM1156T2和ARM1176JZ共3个内核型号。

ARM处理器架构ARMv6发布于2001年10月，它建立于ARM许多成功结构体系的基础之上。同处理器的授权相似，ARM也向客户授权它的结构体系。

ARM11系列微处理器在性能上有巨大提升，推出350MHz～500MHz时钟频率的内核。

通过动态调整时钟频率和供应电压，开发者完全可以控制这两者的平衡。在0.13μm工艺，1.2V供应电压条件下，ARM11处理器的功耗可以低至0.4mW/MHz。

ARM11处理器同时提供了可综合版本和半定制硬核两种实现方式。可综合版本可以让客户根据自己的半导体工艺开发出各有特色的处理器内核，并保持足够的灵活性。ARM的半定制硬核实现则是为了满足有极高性能和速度要求的应用，为客户节省实现的成本和时间。为了让客户更方便地完成实现流程，ARM11处理器采用了易于综合的流水线结构，并和常用的综合工具及RAM Compiler良好结合，确保客户可以成功并迅速地达到时序收敛。ARM11处理器在不包含Cache的情况下面积小于2.7mm2，对于复杂的SoC设计来说，如此小的尺寸对降低芯片成本有重要的作用。ARM11处理器在很多方面为软件开发者提供了便利，一方面，它包含更多的多媒体处理指令来加速视频和音频处理；另一方面，它的新型存储器系统进一步提高了操作系统的性能；此外，ARM11处理器还提供了新指令来加速实时性能和中断的响应。

很多应用要求多处理器的配置（多个ARM内核，或ARM+DSP的组合），ARM11处理器从设计伊始就注重与其他处理器共享数据，以及从非ARM的处理器上移植软件。此外，ARM公司还开发了基于ARM11系列的多处理器系统——MPCORE（由2～4个ARM11内核组成）。

总的来说，ARMv6架构通过以下几点来增强处理器的性能：

（1）多媒体处理扩展。

（2）使MPEG4编码/解码加快一倍。(www.chuimin.cn)

（3）音频处理加快一倍。

（4）增强的Cache结构。

（5）实地址Cache。

（6）减少Cache的刷新和重载。

（7）减少上下文切换的开销。

（8）增强的异常和中断处理。

（9）使实时任务的处理更加迅速，支持Unaligned和Mixed-endian数据访问。

（10）使数据共享、软件移植更简单，也有利于节省存储器空间。