32位RISC CPU ARM芯片的应用和选型

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CPU架构讲解 X86、ARM、RISC、MIPS

CPU架构讲解 X86、ARM、RISC、MIPS

CPU架构讲解X86、ARM、RISC、MIPS一、当前CPU的主流架构:1.X86架构采用CISC指令集(复杂指令集计算机),程序的各条指令是按顺序串行执行的,每条指令中的各个操作也是按顺序串行执行的。

2.ARM架构是一个32位的精简指令集(RISC)架构。

3.RISC-V架构是基于精简指令集计算(RISC)原理建立的开放指令集架构。

4.MIPS架构是一种采取精简指令集(RISC)的处理器架构,可支持高级语言的优化执行。

CPU架构是CPU厂商给属于同一系列的CPU产品定的一个规范,是区分不同类型CPU的重要标示。

二、目前市面上的CPU分类主要分有两大阵营:1.intel、AMD为首的复杂指令集CPU;2.IBM、ARM为首的精简指令集CPU。

两个不同品牌的CPU,其产品的架构也不相同,例如,Intel、AMD的CPU是X86架构的,而IBM的CPU是PowerPC架构,ARM是ARM架构。

三、四大主流CPU架构详解(X86、ARM、RISC、MIPS)1.X86架构X86是微处理器执行的计算机语言指令集,指一个Intel通用计算机系列的标准编号缩写,也标识一套通用的计算机指令集合。

1978年6月8日,Intel 发布了新款16位微处理器8086,也同时开创了一个新时代:X86架构诞生了。

X86指令集是Intel为其第一块16位CPU(i8086)专门开发的,IBM 1981年推出的世界第一台PC机中的CPU–i8088(i8086简化版)使用的也是X86指令。

采用CISC(Complex Instruction Set Computer,复杂指令集计算机)架构。

与采用RISC不同的是,在CISC处理器中,程序的各条指令是按顺序串行执行的,每条指令中的各个操作也是按顺序串行执行的。

顺序执行的优点是控制简单,但计算机各部分的利用率不高,执行速度慢。

随着CPU技术的不断发展,Intel陆续研制出更新型的i80386、i80486直到今天的Pentium 4系列,但为了保证电脑能继续运行以往开发的各类应用程序以保护和继承丰富的软件资源,所以Intel所生产的所有CPU仍然继续使用X86指令集。

arm芯片选型

arm芯片选型

arm芯片选型在选择ARM芯片时,需要考虑一系列因素,包括性能要求、功耗要求、功能要求等等。

以下是一些常见的ARM芯片选型指南。

首先,要考虑应用场景和性能要求。

如果您的应用需要高性能处理,可以考虑选择高端的ARM芯片,比如ARM Cortex-A 系列,如Cortex-A76、Cortex-A77等。

这些芯片在多核处理和浮点计算方面具有优势,适用于需要高计算能力的应用,比如服务器、工作站和高端嵌入式系统。

如果您的应用对性能要求不高,或者对功耗有更高的要求,可以选择低功耗ARM芯片,比如ARM Cortex-M系列,如Cortex-M0、Cortex-M3、Cortex-M4等。

这些芯片适用于低功耗应用,比如物联网设备、传感器、嵌入式控制器等。

其次,要考虑开发工具和生态系统支持。

ARM架构是广泛采用的架构,具有丰富的软件和工具支持。

开发人员可以使用ARM提供的开发工具链,如Keil MDK和Arm GCC等,进行软件开发。

此外,ARM还有一个庞大的社区和生态系统,开发人员可以从中获得技术支持和资源共享。

第三,要考虑成本因素。

不同的ARM芯片具有不同的定价,选择芯片时需要根据预算和性能需求来进行权衡。

通常来说,高性能ARM芯片的价格相对较高,低功耗ARM芯片的价格相对较低。

第四,要考虑通信接口和外设支持。

不同的ARM芯片具有不同的通信接口和外设支持,比如UART、SPI、I2C、USB、Ethernet等。

根据应用需求,选择具备相应接口和外设支持的芯片是非常重要的。

最后,要考虑供应商支持和产品可靠性。

选择有良好供应链的供应商,并对其产品的可靠性进行评估,是确保系统稳定性和可维护性的关键。

总结起来,ARM芯片的选型需考虑性能要求、功耗要求、功能要求、开发工具和生态系统支持、成本因素、通信接口和外设支持、供应商支持和产品可靠性等因素。

只有综合考虑这些因素,并根据应用需求进行权衡,才能选择到适合的ARM芯片。

航顺高性能32位MCU系列产品特点及其产品应用介绍

航顺高性能32位MCU系列产品特点及其产品应用介绍

1前言传统的低功耗MCU设计都是以8位MCU为主,因为8位内核阈门相对较少,运行或泄露电流低,售价也相对低廉。

但是,随着物联网、5G、云计算、大数据以及智慧城市、智慧家庭、智慧园区的应用,8位内处理效率已经不能满足市场需求。

近年来,鉴于以下缘由,32位低功耗MCU得以兴起。

①手持式消费性电子产品与无线功能的需求越来越高、设计越来越复杂,要提高性能的同时又要兼顾低功耗,需要有一高性能低功耗的主控MCU来作为平台。

②工业上的智能化也在展开,如远程监控、数字化、网络化等。

简单说来,就是人物之连结(云端应用)、物物之连结(物联网)需求越来越多,导致产品功能越来越复杂,运算量越来越高,③制程微缩技术的进步,嵌入式闪存制程普及化及降价,主要成本来自内存大小及模拟外围和I/O管脚数量,CPU内核的成本差异已大幅缩短,更促进了高性价比32位低功耗MCU的快速发展。

应该看到,随着集成电路制造技术的不断进步,单个芯片上集成的晶体管越来越多。

这使得大规模集成电路(VLSI)的功耗成为芯片设计的关键问题,尤其是,当工艺发展到深亚微米时,功耗对电路的影响使它成为集成电路设计中必须考虑的因素。

低功耗设计对提高电路可靠性和降低成本有着非常积极的作用。

就数字CMOS电路功耗主要由动态开关功耗、漏电功耗和短路功耗三部分组成,其中动态开关功耗占据了总功耗的绝大部分,因此降低功耗主要通过降低动态开关功耗实现,而降低动态开关功耗又可以通过减小翻转率、减小负载电容和降低芯片供电电压等手段实现。

今天,不管是通用MCU,还是低功耗MCU对于国产MCU产业面临的现实困境,想要在通用MCU 领域和国外企业直面竞争,是非常不现实的。

我们更倾向于在细分领域形成差异化优势,根据客户实际的需求对产品的功能、外围电路、模拟特性等进行定制化设计,以此打开市场。

与此同时,航顺芯片也在加快32位MCU产品系列的扩充,其量产的通用8位MCU(HK32S003XX 家族),32位MCU-M3家族(HK32F103)和M0家族(HK32F030/031)已有近百个单品型号,功耗更低,稳定性可以通过车规级测试标准。

arm选型.

arm选型.

、应用角度考虑选型MMU处理器速度内置存储器USB接口以太网IIS音频接口LCD控制器A/D和D/AUARTRTCGPIO中断控制器ARM+DSPARM+FPGAARM+ARM增强多任务处理能力和多媒体处理能力增强数学运算功能和多媒体处理功能、国内常用ARM芯片供应商AtmelOKIHynixSamsungCirrus LogicTriscend1、A TMEL ARM系列芯片ARM7TDMI 32位RISC处理器核大小适宜内置SRAM、ROM和FLASH丰富的片内外围设备模拟/数字功能:10位ADC/DAC工业级领先低功耗先进的电源管理提供空闲模式及外围禁止快速先进向量中断控制器段寄存器提供分离的栈和中断模式调用返回AT91M40800 低廉的价格,精巧的结构,最优功能组合,国内用户首选。

AT91FR40162 在M40800基础上内置256K的SRAM 和2M的FLASH,简化用户电路设计。

AT91M55800 在M40800基础上增加8个10位ADC通道,2个10位DAC通道,方便数字/模拟用户电路设计。

2、OKI ARM系列芯片ML671000 ML674000处理器32位处理器核(ARM7TDMI )时钟最高24 MHz 最高33 MHz内部RAM 4 KB 8 KBI/O 64 32中断控制13 内部, 9 外部19内部, 5 外部系统定时器16 位x 2 通道16位x 1 通道扩展定时器8 位x 4 或16 位x 2 通道存储控制器直接连接ROM, SRAM, DRAM 和外围器件DMA 2 通道UART 2 通道USB USB 1.1 兼容, 支PWM 持全速12Mbps 16 位x 6 通道WDT 16位ADC 10 位x 8 通道电源3.0 到3.6 V 核: 2.5V, IO: 3.3V封装128-lead QFP 128-TQFP3、Hynix ARM系列芯片应用领域:工业设备、手持计算、医疗设备等ARM7TDM 通用内部RAM和FLASHIHMS39C7092LCD、RTC、ADC、USB、IIS、CAN等HMS30C7202 ARM720T 手持计算GMS30C7201 ARM720T 手持计算LCD、RTC、ADC等4、Samsung ARM系列芯片手持式设备/PDA应用:S3C3400X S3C3410X S3C44B0X S3C2400X S3C2420X SCORPIO网络应用:S3C4510 S3C4520 S3C4530S3C2500 S3C2510ADSL应用:S5N8946 S5N8947打印产品:S3C4610 S3C4620 S3C4640S3C4660 S3C46C0 S3C46M0FLASH应用:S3C49F9X存储应用:S3F441FX5、Cirrus Logic ARM系列芯片主要应用领域:手持计算、个人数字音频播放器和Internet电器设备。

4大主流CPU处理器技术架构分析

4大主流CPU处理器技术架构分析

4大主流CPU处理器技术架构分析1.x86架构:x86架构是由英特尔和AMD共同推出的一种处理器架构。

它是32位和64位处理器的主流架构,广泛用于个人电脑和服务器。

x86架构采用复杂指令集计算机(CISC)的设计思想,通过提供大量的指令集,能够直接执行复杂的操作,从而提高性能。

不过,由于复杂的指令集和多级流水线设计,x86架构的处理器功耗较高,且难以优化。

2.ARM架构:ARM架构是一种低功耗架构,广泛用于移动设备和嵌入式系统。

它采用精简指令集计算机(RISC)的设计思想,通过简化指令集和流水线设计,减少了功耗和芯片面积。

ARM架构具有高效能和低功耗的优势,在移动设备上取得了巨大成功。

它还采用了模块化的设计,可以根据需求选择不同的组件来构建处理器。

3. Power架构:Power架构由IBM开发,广泛应用于大型服务器和超级计算机。

Power架构采用RISC设计思想,通过减少指令数量和复杂度,提高了性能和效率。

Power架构也支持多线程和多处理器技术,可以实现高度的并行计算。

Power架构的处理器主要被用于高性能计算场景,如大数据分析、科学计算等。

4.RISC-V架构:RISC-V架构是一个开源的指令集架构,于2024年由加州大学伯克利分校开发。

RISC-V架构采用RISC设计思想,通过精简指令集和模块化设计,提供了灵活性和可扩展性。

RISC-V架构的指令集规范是公开的,可以任意修改和扩展,使得硬件开发者可以根据需求进行定制。

RISC-V架构对于嵌入式系统和物联网设备具有较大的潜力,也得到了学术界和开源社区的广泛支持。

这四种主流的CPU处理器技术架构各有优势和应用场景,选择合适的架构需要根据具体需求和应用来决定。

无论是个人电脑、服务器还是移动设备,处理器架构的选择都直接影响着性能、功耗和功能扩展性。

随着技术的不断发展,未来的处理器架构可能会进行更多的创新和突破,满足日益增长的计算需求。

电脑中央处理器的架构与性能比较

电脑中央处理器的架构与性能比较

电脑中央处理器的架构与性能比较随着计算机技术的飞速发展,电脑中央处理器(CPU)作为计算机的核心组件之一,扮演着重要的角色。

不同架构的CPU具有不同的性能优势和特点。

本文将探讨几种常见的CPU架构,并对它们的性能进行比较。

一、x86架构x86架构是当前主流桌面和笔记本电脑CPU的主要架构之一。

这种架构由英特尔和AMD等公司研发,被广泛应用于个人电脑的处理器上。

x86架构的CPU采用复杂指令集(CISC)设计,可以执行复杂而功能强大的指令。

这种设计特点使得x86架构的CPU在应对复杂计算和多任务处理时表现出色。

同时,由于x86架构的广泛应用,针对这种架构开发的软件和应用生态系统也非常丰富,使得x86架构的CPU在应用兼容性和软件支持方面具有明显的优势。

然而,由于x86架构历史悠久,设计上存在一些问题,比如指令冗余和复杂性,导致功耗和性能方面的一些限制。

此外,x86架构在移动设备和嵌入式系统等领域的应用相对较少,主要集中在个人电脑领域。

二、ARM架构ARM架构是一种精简指令集(RISC)架构,最初是为移动设备和嵌入式系统设计的。

如今,ARM架构的CPU在智能手机、平板电脑、物联网设备等领域得到广泛应用。

ARM架构的CPU采用精简指令集设计,指令集较为简单,执行效率高,功耗低。

这使得ARM架构的CPU在移动设备上具有出色的性能和电池续航能力。

同时,由于ARM架构设计上的优势,ARM芯片在单核和多核处理器的设计上也更具灵活性。

然而,由于ARM架构的历史相对较短,软件生态系统相对不够成熟。

尽管ARM架构的CPU在处理器核心数量上具有一定的优势,但在单核性能上可能不及x86架构的CPU。

此外,由于ARM架构的广泛应用领域,对特定应用的优化程度可能不同,也导致了某些特定领域的性能不足。

三、RISC-V架构RISC-V架构是一种开放指令集(RISC)架构,近年来逐渐崭露头角。

由于其开放性和免费许可证,RISC-V架构的CPU正在吸引越来越多的关注和应用。

(完整word版)32位单周期RISC处理器设计

(完整word版)32位单周期RISC处理器设计

第一章32 位单周期RISC处理器设计要设计一款处理器,首先要选择体系结构,本题选择的是RISC体系结构,因为它适合于流水线设计。

然后需要选择一个标准的指令集,本题选择的MIPS指令集并按照常规的五段流水的方式来实现流水线。

流水线的实现过程将在第二章介绍。

1.1目标处理器指令集与指令格式本题目标CPU以能实现部分MIPS指令为目标,具体指令如下表1:(slti)无条件跳跳转(jL)J转空操作空操作(nop)表1 目标CPU指令集1.2 从指令具体行为反推设计方案CPU要执行一条指令,不外乎需要完成以下几个过程:取指令,指令译码,将译码出的指令放到算术逻辑运算部件ALU上执行运算,根据ALU算得的访存地址进行访存和将访存的结果写回寄存器等。

当然,不同的指令类型(R、I、J)可能经过的过程稍有不同,即它们的数据通路有所不同,以下将具体介绍:1、R格式指令数据通路:1)从指令寄存器Instr MEM中取出指令,同时PC增值(即加1等待下个CLK到来);2.)寄存器单元rs1和rs2的内容从寄存器堆Reg File中读出;3.)ALU根据功能码Opcoder确定操作方式,对从寄存器堆读出的数据进行计算;4.)ALU运算结果被写入寄存器堆,由rd确定写入的寄存器堆存储单元地址。

图1 R指令数据通路2. I 指令(除lw、sw和分支指令)数据通路如图2:1.)从指令寄存器Instr Mem中取出指令,同时PC增值(即加1等待下个CLK到来);2.)寄存器单元rs1的内容从寄存器堆Reg File中读出;3.)ALU将从寄存器堆rs1单元中读出的数据与符号扩展后的指令低16位值相加;4.)ALU的运算结果被写入寄存器堆,由rt确定写入的寄存器堆存储单元地址。

图2 I 指令(除lw、sw和分支指令)数据通路3、Lw指令数据通路如图3:1.)从指令寄存器Instr Mem中取出指令,同时PC增值(即加1等待下个CLK到来);2.)寄存器单元rs1的内容从寄存器堆Reg File中读出;3.)ALU将从寄存器堆rs1单元中读出的数据与符号扩展后的指令低16位值相加;4.)将ALU的运算结果作为数据存贮器的地址读出相应单元的内容;5)把从数据存储单元取出的数据写入寄存器堆,由rt确定写入的寄存器存储单元地址。

基于arm的单片机应用及实践--stm32案例式教学

基于arm的单片机应用及实践--stm32案例式教学

基于arm的单片机应用及实践--stm32案例式教学1. 引言1.1 概述本文以ARM架构为基础,探讨了单片机在实际应用中的一些案例和实践。

特别着重介绍了STM32单片机系列,并通过案例式教学的方式,引导读者逐步了解和掌握这一领域的知识。

通过具体的实践项目,读者可以深入了解ARM单片机的工作原理、开发环境准备以及基础应用等方面内容。

1.2 文章结构本文共分为5个部分。

首先是引言部分,对文章进行概括和说明。

然后是ARM 单片机基础知识部分,介绍ARM架构简介、单片机概述和分类以及STM32系列简介等内容。

接下来是STM32开发环境准备部分,详细讲解开发板选型和准备工作、开发环境搭建步骤以及开发工具介绍和配置等方面内容。

紧接着是STM32基础应用实践部分,通过GPIO控制实验案例、中断编程实践案例、定时器应用案例等具体示例,帮助读者理解并运用所学知识。

最后是结论与展望部分,在总结实践过程中遇到的问题和经验的基础上,进行思考并展望了单片机教学的未来发展方向与重点。

1.3 目的本文旨在通过以STM32单片机为例的案例式教学,帮助读者深入理解ARM架构和单片机的工作原理,并具备开发环境准备以及一些基础应用实践的能力。

同时,通过对实践过程中遇到问题的分析和总结,为单片机教学提供一些借鉴与参考,拓展教学内容和方法。

以上是“1. 引言”部分内容的详细写作,请核对。

如有需要修改或补充,请告知。

2. ARM单片机基础知识:2.1 ARM架构简介:ARM(Advanced RISC Machine)是一种采用精简指令集(RISC)架构的处理器。

ARM架构以其低功耗、高性能和灵活性而被广泛应用于嵌入式系统中,特别是在单片机领域。

ARM处理器的指令集在设计上更加简洁,并且能够提供高效的运算能力。

2.2 单片机概述和分类:单片机是一种封装了微处理器内核、存储器、IO口以及各种外设接口等功能于一个芯片上的集成电路。

它独立地完成各种任务,无需依赖其他外部电路。

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32位RISC CPU ARM芯片的应用和选型摘要:ARM公司以及ARM芯片的现状和发展,从应用的角度介绍了ARM芯片的选择方法,并介绍了具有多芯核结构的ARM芯片。

列举了目前的主要ARM 芯片供应商,其产品以及应用领域。

举例说明了几种嵌入式产品最佳ARM芯片选择方案。

关键词:ARM MMU SOC RISC CPUARM公司自1990年正式成立以来,在32位RISC(Reduced Instruction Set Computer)CPU开发领域不断取得突破,其结构已经从V3发展到V6。

由于ARM 公司自成立以来,直以IP(Intelligence Property)提供者的身份向各大半导体制造商出售知识产权,而自己从不介入芯片的生产销售,加上其设计的芯核具有功耗低、成本低等显著优点,因此获得众多的半导体厂家和整机厂商的大力支持,在32位嵌入式应用领域获得了巨大的成功,目前已经占有75%以上32位RISC 嵌入式产品市场。

在低功耗、低成本的嵌入式应用领域确立了市场领导地位。

现在设计、生产ARM芯片的国际大公司已经超过50多家,国中兴通讯和华为通讯等公司已经购买ARM公司芯核用于通讯专用芯片的设计。

目前非常流行的ARM芯核有ARM7TDMI,StrongARM,ARM720T,ARM9TDMI,ARM922T,ARM940T,RM946T,ARM966T,ARM10TDMI等。

自V5以且,ARM公司提供Piccolo DSP的芯核给芯片设计得,用于设计ARMDSP的SOC(System On Chip)结构芯片。

此外,ARM芯片还获得了许多实时操作系统(Real Time Operating System)供应商的支持,比较知名的有:Windows CE、Linux、pSOS、VxWorks、Nucleus、EPOC、uCOS、BeOS等。

随着国内嵌入式应用领域的发展,ARM芯片必然会获得广泛的重视和应用。

但是,由于ARM芯片有多达十几种的芯核结构,70多芯片生产厂家,以及千变万化的内部功能配置组合,给开发人员在选择方案时带来一定的困难。

所以,对ARM芯片做一对比研究是十分必要的。

1 ARM芯片选择的一般原则从应用的角度,对在选择ARM芯片时所应考虑的主要困素做一详细的说明。

1.1 ARM芯核如果希望使用WinCE或Linux等操作系统以减少软件开发时间,就需要选择ARM720T以上带有MMU(memory management unit)功能的ARM芯片,ARM720T、Stron-gARM、ARM920T、ARM922T、ARM946T都带有MMU功能。

而ARM7TDMI没有MMU,不支持Windows CE和大部分的Linux,但目前有uCLinux等少数几种Linux 不需要MMU的支持。

1.2 系统时钟控制器系统时钟决定了ARM芯片的处理速度。

ARM7的处理速度为0.9MIPS/MHz,常见的ARM7芯片系统主时钟为20MHz-133MHz,ARM9的处理速度为1.1MIPS/MHz,常见的ARM9的系统主时钟为100MHz-233MHz,ARM10最高可以达到700MHz。

不同芯片对时钟的处理不同,有的芯片只有一个主时钟频率,这样的芯片可能不能同时顾及UART和音频时钟准确性,如Cirrus Logic的EP7312等;有的芯片内部时钟控制器可以分别为CPU核和USB、UART、DSP、音频等功能部件提供同频率的时钟,如PHILIPS公司SAA7750等芯片。

1.3 内部存储器容量在不需要大容量存储器时,可以考虑选用有内置存储器的ARM芯片。

见表1。

表1 内置存储器的ARM芯片1.4 USB接口许多ARM芯片内置有USB控制器,有些芯片甚至同时有USB Host和USB Slave 控制器。

见表2。

表2 内置USB控制器的ARM芯片1.5 GPIO数量在某些芯片供应商提供的说明书中,往往申明的是最大可能的GPIO数量,但是有许多引脚是和地址线、数据线、串口线等引脚复用的。

这样在系统设计时需要计算实际可以使用的GPIO数量。

1.6 中断控制器ARM内核只提供快速中断(FIQ)和标准中断(IRQ)两个中断向量。

但各个半导体厂家在设计芯片时加入了自己同的中断控制器,以便支持诸如串行口、外部中断、时钟断等硬件中断。

外部中断控制是选择芯片必须考虑的重要因素,合理的外部中断设计可以很大程度的减少任务调度工作量。

例如PHILIPS公司的SAA7750,所有GPIO都可以设置成FIQ或IRQ,并且可以选择升沿、下降沿、高电平、低电平四种中断方式。

这使得红外线遥控接收、指轮盘和键盘等任务都可以作为背景程序运行。

而Cirrus Logic公司的EP7312芯片,只有4个外部中断源,并且每个中断源都只能是低电平或才高电平中断,样在用于接收红外线信号的场合时,就必须用查询方式,会浪费大量CPU时间。

1.7 IIS(Integrate Interface of Sound)接口即集成音频接口。

如果设计者频应用产品,IIS总线接口是必需的。

1.8 nWAIT信号外部总线速度控制信号。

不是每个ARM芯片都提供这个信号引脚,利用这个信号与廉价的GAL芯片就可以实现与符合PCMCIA标准的WLAN卡和Bluetooth 卡的接口,而不需要外加高成本的PCMCIA专用控制芯片。

另外,当需要扩展外部DSP协处理器时,此信号也是必需的。

1.9 RTC(Real Time Clock)很多ARM芯片都提供实时时钟功能,但方式不同。

如Cirrus Logic公司的EP7312的RTC只是一个32位计数器,需要通过软件计算出年月日时分秒;而SAA7750和S3C2410等芯片的RTC直接提供年月日时分秒格式。

1.10 LCD控制器有些ARM芯片内置LCD控制器,有的甚至内置64K彩色TFT LCD控制器。

在设计PDA和手持式显示记录设备时,选用内置LCD控制器的ARM芯片如S1C2410较为适宜。

1.11 PWM输出有些ARM芯片有2~8路PWM输出,可以用于电机控制或语音输出等场合。

1.12 ADC和DAC有些ARM芯片内置2~8通道8~12位通用ADC,可以用于电池检测、触摸屏和温度监测等。

PHILIPS的SAA7750更是内置了一个16位立体声音频ADC和DAC,并且带耳机驱动。

1.13 扩展总线大部分ARM芯片具有外部SDRAM和SRAM扩展接口,不同的ARM芯片可以扩展的芯片数量即片选线数量不同,外部数据总线有8位、16位或32位。

某些特殊应用ARM芯片如德国Micronas的PUC3030A没有外部扩展功能。

1.14 UART和IrDA几乎所有的ARM芯片都具有1~2个UART接口,可以用于和PC机通讯或用Angel进行调试。

一般的ARM芯片通讯波特率为115,200bps,少数专为蓝牙技术应用设计的ARM芯片的UART通讯波特率可以达到920Kbps,如Linkup公司L7205。

1.15 DSP协处理器,见表3。

表3 ARM+DSP结构的ARM芯片1.16 内置FPGA有些ARM芯片内置有FPGA,适合于通讯等领域。

见表4。

表4 ARM+FPGA结构的ARM芯片1.17 时钟计数器和看门狗一般ARM芯片都具有2~4个16位或32位时钟计数器和一个看门狗计数器。

1.18 电源管理功能ARM芯片的耗电量与工作频率成正比,一般ARM芯片都有低功耗模式、睡眠模式和关闭模式。

1.19 DMA控制器有些ARM芯片内部集成有DMA(Direct Memory Access),可以和硬盘等外部设备高速交换数据,同时减少数据交换时对CPU资源的占用。

另外,还可以选择的内部功能部件有:HDLC,SDLC,CD-ROM Decoder,Ethernet MAC,VGA controller,DC-DC。

可以选择的内置接口有:IIC,SPDIF,CAN,SPI,PCI,PCMCIA。

最后需说明的是封装问题。

ARM芯片现在主要的封装有QFP、TQFP、PQFP、LQFP、BGA、LBGA等形式,BGA封装具有芯片面积小的特点,可以减少PCB板的面积,但是需要专用的焊接设备,无法手工焊接。

另外一般BGA封装的ARM芯片无法用双面板完成PCB布线,需要多层PCB板布线。

2 多芯核结构ARM芯片的选择为了增强多任务处理能力、数学运算能力、多媒体以及网络处理能力,某些供应商提供的ARM芯片内置多个芯核,目前常见的ARM+DSP,ARM+FPGA,ARM+ARM 等结构。

2.1 多ARM芯核为了增强多任务处理能力和多媒体处理能力,某些ARM芯片内置多个ARM芯核。

例如Portal player公司的PP5002内部集成了两个ARM7TDMI芯核,可以应用于便携式MP3播放器的编码器或解码器。

从科胜讯公司(Conexant)分离出云的专门致力于高速通讯芯片设计生产的MinSpeed公司就在其多款高速通讯芯片中集成了2~4个ARM7TDMI内核。

2.2 ARM芯核+DSP芯核为了增强数学运算功能和多媒体处理功能,许多供应商在其ARM芯片内增加了DSP协处理器。

通常加入的DSP苡核有ARM公司的Piccolo DSP芯核、OAK公司16位定点DSP芯核、TI的TMS320C5000系列DSP芯核、Motorola的56K DSP 芯核等。

见表3。

2.3 ARM芯核+FPGA为了提高系统硬件的在线升级能力,某些公司在ARM芯片内部集成了FPGA。

见表4。

3 主要ARM芯片供应商目前可以提供ARM芯片的著名欧美半导体公司有:英特尔、德洲仪器、三星半导体、摩托罗拉、飞利浦半导体、意法半导体、亿恒半导体、科胜讯、ADI公司、安捷伦、高通公司、Atmel、Intersil、Alcatel、Altera、Cirrus Logic、Linkup、Parthus、LSI Logic、Micronas,Silicon Wave、Virata、Portalplayer inc.、NetSilicon,Parthus。

见表5。

日本的许多著名半导体公司或东芝、三菱半导体、爱普生、富士通半导体、松下半导体等公司较早期都大力投入开了自主的32位CPU结构,但现在都转向购买ARM公司的芯核进行新产品设计。

由于它们购买ARM版权较晚,现在还没有可销售的ARM芯片,而OKI、NEC、AKM、OAK、Sharp、Sanyo、Sony、Rohm等日本半导体公司目前都已经已经指生产了ARM芯片。

韩国的现代半导体公司也生产提供ARM芯片。

另外,国外也很多设备制造商采用ARM公司芯核设计自己的专用芯片,如美国的IBM、3COM和新加坡的创新科技等。

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