Arm7和arm9如何區(qū)別

k_ewell

ARM7內(nèi)核是0.9MIPS/MHz的三級(jí)流水線和馮·諾伊曼結(jié)構(gòu);
ARM9內(nèi)核是5級(jí)流水線,提供1.1MIPS/MHz的哈佛結(jié)構(gòu)。
ARM7沒(méi)有MMU,ARM720T是MMU的 ,ARM9主要包括ARM9TDMI和ARM9E-S等系列ARM9是有MMU的,ARM940T只有Memory protection unit.不是一個(gè)完整的MMU。
ARM9的時(shí)鐘頻率比ARM7更高,采用哈佛結(jié)構(gòu)區(qū)分了數(shù)據(jù)總線和指令總線, ARM7處理器采用3級(jí)流水線，而ARM9采用5級(jí)流水線， 5級(jí)流水線能夠?qū)⒚恳粋�(gè)指令處理分配到5個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)，在每一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)同時(shí)有5個(gè)指令在執(zhí)行。在同樣的加工工藝下，ARM9TDMI處理器的時(shí)鐘頻率是ARM7TDMI的1．8～2．2倍。指令周期的改進(jìn),
指令周期的改進(jìn):
2．1 loads 指令矛n stores指令
指令周期數(shù)的改進(jìn)最明顯的是loads指令和stores指令。從ARM7到ARM9這兩條指令的執(zhí)行時(shí)間減少了30％。指令周期的減少是由于ARM7和ARM9兩種處理器內(nèi)的兩個(gè)基本的微處理結(jié)構(gòu)不同所造成的。
(1)ARM9有獨(dú)立的指令和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器接口，允許處理器同時(shí)進(jìn)行取指和讀寫(xiě)數(shù)據(jù)。這叫作改進(jìn)型哈佛結(jié)構(gòu)。而ARM7只有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器接口，它同時(shí)用來(lái)取指令和數(shù)據(jù)訪問(wèn)。
(2)5級(jí)流水線引入了獨(dú)立的存儲(chǔ)器和寫(xiě)回流水線，分別用來(lái)訪問(wèn)存儲(chǔ)器和將結(jié)果寫(xiě)回寄存器。
以上兩點(diǎn)實(shí)現(xiàn)了一個(gè)周期完成loads指令和stores指令。
2．2 互鎖(interlocks)技術(shù)
當(dāng)指令需要的數(shù)據(jù)因?yàn)橐郧暗闹噶顩](méi)有執(zhí)行完而沒(méi)有準(zhǔn)備好就會(huì)產(chǎn)生管道互鎖。當(dāng)管道互鎖發(fā)生時(shí)，硬件會(huì)停止這個(gè)指令的執(zhí)行，直到數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好為止。雖然這種技術(shù)會(huì)增加代碼執(zhí)行時(shí)間，但是為初期的設(shè)計(jì)者提供了巨大的方便。編譯器以及匯編程序員可以通過(guò)重新設(shè)計(jì)代碼的順序或者其他方法來(lái)減少管道互鎖的數(shù)量。
2．3 分枝指令
ARM9和ARM7的分枝指令周期是相同的。而且ARM9TDMI和ARM9E-S并沒(méi)有對(duì)分枝指令進(jìn)行預(yù)測(cè)處理。
ARM9結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)
以ARM9E-S為例介紹ARM9處理器的主要結(jié)構(gòu)及其特點(diǎn)。
(1)32bit定點(diǎn)RISC處理器，改進(jìn)型ARM／Thumb代碼交織，增強(qiáng)性乘法器設(shè)計(jì)。支持實(shí)時(shí)(real-time)調(diào)試；
(2)片內(nèi)指令和數(shù)據(jù)SRAM，而且指令和數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器容量可調(diào)；
(3)片內(nèi)指令和數(shù)據(jù)高速緩沖器(cache)容量從4K字節(jié)到1M字節(jié)；
(4)設(shè)置保護(hù)單元(protcction unit)，非常適合嵌入式應(yīng)用中對(duì)存儲(chǔ)器進(jìn)行分段和保護(hù)；
(5)采用AMBA AHB總線接口，為外設(shè)提供統(tǒng)一的地址和數(shù)據(jù)總線；
(6)支持外部協(xié)處理器，指令和數(shù)據(jù)總線有簡(jiǎn)單的握手信令支持；
(7)支持標(biāo)準(zhǔn)基本邏輯單元掃描測(cè)試方法學(xué)，而且支持BIST(built-in-self-test)；
(8)支持嵌入式跟蹤宏單元，支持實(shí)時(shí)跟蹤指令和數(shù)據(jù)ARM7內(nèi)核是0.9MIPS/MHz的三級(jí)流水線和馮·諾伊曼結(jié)構(gòu);
ARM9內(nèi)核是5級(jí)流水線,提供1.1MIPS/MHz的哈佛結(jié)構(gòu)。
ARM7沒(méi)有MMU,ARM720T是MMU的 ,ARM9主要包括ARM9TDMI和ARM9E-S等系列ARM9是有MMU的,ARM940T只有Memory protection unit.不是一個(gè)完整的MMU。
ARM9的時(shí)鐘頻率比ARM7更高,采用哈佛結(jié)構(gòu)區(qū)分了數(shù)據(jù)總線和指令總線, ARM7處理器采用3級(jí)流水線，而ARM9采用5級(jí)流水線， 5級(jí)流水線能夠?qū)⒚恳粋�(gè)指令處理分配到5個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)，在每一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)同時(shí)有5個(gè)指令在執(zhí)行。在同樣的加工工藝下，ARM9TDMI處理器的時(shí)鐘頻率是ARM7TDMI的1．8～2．2倍。指令周期的改進(jìn),
指令周期的改進(jìn):
2．1 loads 指令矛n stores指令
指令周期數(shù)的改進(jìn)最明顯的是loads指令和stores指令。從ARM7到ARM9這兩條指令的執(zhí)行時(shí)間減少了30％。指令周期的減少是由于ARM7和ARM9兩種處理器內(nèi)的兩個(gè)基本的微處理結(jié)構(gòu)不同所造成的。
(1)ARM9有獨(dú)立的指令和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器接口，允許處理器同時(shí)進(jìn)行取指和讀寫(xiě)數(shù)據(jù)。這叫作改進(jìn)型哈佛結(jié)構(gòu)。而ARM7只有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器接口，它同時(shí)用來(lái)取指令和數(shù)據(jù)訪問(wèn)。
(2)5級(jí)流水線引入了獨(dú)立的存儲(chǔ)器和寫(xiě)回流水線，分別用來(lái)訪問(wèn)存儲(chǔ)器和將結(jié)果寫(xiě)回寄存器。
以上兩點(diǎn)實(shí)現(xiàn)了一個(gè)周期完成loads指令和stores指令。
2．2 互鎖(interlocks)技術(shù)
當(dāng)指令需要的數(shù)據(jù)因?yàn)橐郧暗闹噶顩](méi)有執(zhí)行完而沒(méi)有準(zhǔn)備好就會(huì)產(chǎn)生管道互鎖。當(dāng)管道互鎖發(fā)生時(shí)，硬件會(huì)停止這個(gè)指令的執(zhí)行，直到數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好為止。雖然這種技術(shù)會(huì)增加代碼執(zhí)行時(shí)間，但是為初期的設(shè)計(jì)者提供了巨大的方便。編譯器以及匯編程序員可以通過(guò)重新設(shè)計(jì)代碼的順序或者其他方法來(lái)減少管道互鎖的數(shù)量。
2．3 分枝指令
ARM9和ARM7的分枝指令周期是相同的。而且ARM9TDMI和ARM9E-S并沒(méi)有對(duì)分枝指令進(jìn)行預(yù)測(cè)處理。
ARM9結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)
以ARM9E-S為例介紹ARM9處理器的主要結(jié)構(gòu)及其特點(diǎn)。
(1)32bit定點(diǎn)RISC處理器，改進(jìn)型ARM／Thumb代碼交織，增強(qiáng)性乘法器設(shè)計(jì)。支持實(shí)時(shí)(real-time)調(diào)試；
(2)片內(nèi)指令和數(shù)據(jù)SRAM，而且指令和數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器容量可調(diào)；
(3)片內(nèi)指令和數(shù)據(jù)高速緩沖器(cache)容量從4K字節(jié)到1M字節(jié)；
(4)設(shè)置保護(hù)單元(protcction unit)，非常適合嵌入式應(yīng)用中對(duì)存儲(chǔ)器進(jìn)行分段和保護(hù)；
(5)采用AMBA AHB總線接口，為外設(shè)提供統(tǒng)一的地址和數(shù)據(jù)總線；
(6)支持外部協(xié)處理器，指令和數(shù)據(jù)總線有簡(jiǎn)單的握手信令支持；
(7)支持標(biāo)準(zhǔn)基本邏輯單元掃描測(cè)試方法學(xué)，而且支持BIST(built-in-self-test)；
(8)支持嵌入式跟蹤宏單元，支持實(shí)時(shí)跟蹤指令和數(shù)據(jù)


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