ARM简介及编程(一)

xiaozuncai

1.ARM简介(摘录)           

　　ARM（Advanced RISC Machines）是微处理器行业的一家知名企业，设计了大量高性能、廉价、耗能低的RISC处理器、相关技术及软件。技术具有性能高、成本低和能耗省的特点。适用于多种领域，比如嵌入控制、消费/教育类多媒体、DSP和移动式应用等。
　　ARM将其技术授权给世界上许多著名的半导体、软件和OEM厂商，每个厂商得到的都是一套独一无二的ARM相关技术及服务。利用这种合伙关系，ARM很快成为许多全球性RISC标准的缔造者。
　　目前，总共有30家半导体公司与ARM签订了硬件技术使用许可协议，其中包括Intel、IBM、LG半导体、NEC、SONY、菲利浦和国民半导体这样的大公司。至于软件系统的合伙人，则包括微软、升阳和MRI等一系列知名公司。
　　ARM架构是面向低预算市场设计的第一款RISC微处理器。
　　2.产品介绍
　　ARM提供一系列内核、体系扩展、微处理器和系统芯片方案。由于所有产品均采用一个通用的软件体系，所以相同的软件可在所有产品中运行（理论上如此）。典型的产品如下。
　　 ①CPU内核
　　 --ARM7：小型、快速、低能耗、集成式RISC内核，用于移动通信。
　　-- ARM7TDMI(Thumb):这是公司授权用户最多的一项产品，将ARM7指令集同Thumb扩展组合在一起，以减少内存容量和系统成本。同时，它还利用嵌入式ICE调试技术来简化系统设计，并用一个DSP增强扩展来改进性能。该产品的典型用途是数字蜂窝电话和硬盘驱动器。
　　--ARM9TDMI:采用5阶段管道化ARM9内核，同时配备Thumb扩展、调试和Harvard总线。在生产工艺相同的情况下，性能可达ARM7TDMI的两倍之多。常用于连网和顶置盒。
　　②体系扩展
　　-- Thumb:以16位系统的成本，提供32位RISC性能，特别注意的是它所需的内存容量非常小。
　　③嵌入式ICE调试
　　由于集成了类似于ICE的CPU内核调试技术，所以原型设计和系统芯片的调试得到了极大的简化。
　　④微处理器
　　--ARM710系列，包括ARM710、ARM710T、ARM720T和ARM740T:低价、低能耗、封装式常规系统微型处理器，配有高速缓存（Cache）、内存管理、写缓冲和JTAG。广泛应用于手持式计算、数据通信和消费类多媒体。
　　--ARM940T、920T系列:低价、低能耗、高性能系统微处理器，配有Cache、内存管理和写缓冲。应用于高级引擎管理、保安系统、顶置盒、便携计算机和高档打印机。
　　--StrongARM:性能很高、同时满足常规应用需要的一种微处理器技术，与DEC联合研制，后来授权给Intel。SA110处理器、SA1100 PDA系统芯片和SA1500多媒体处理器芯片均采用了这一技术。
　　--ARM7500和ARM7500FE:高度集成的单芯片RISC计算机，基于一个缓存式ARM7 32位内核，拥有内存和I/O控制器、3个DMA通道、片上视频控制器和调色板以及立体声端口;ARM7500FE则增加了一个浮点运算单元以及对EDO DRAM的支持。特别适合电视顶置盒和网络计算机（NC）。

    Windows CE的Pocket PC只支持ARMWindows CE可支持多种嵌入式处理器，但基于Windows CE的Pocket PC则只支持ARM一种。微软在对SH3、MIPS、ARM等嵌入式处理器做了评估后认为，ARM是一种性价比较好的选择。由于目前ARM在手持设备市场占有90%以上的份额，只支持ARM，可以有效地缩短应用程序开发与测试的时间，也降低了研发费用。由于ARM开放其处理器授权，因此，用户在市场上可以在多家整机厂商中进行选择，从而保证了这一市场的竞争性。

2. ARM芯片CL-PS7111主要特点
　
    电平2.7v/3.3v.相对应CPU工作频率13MHz/18MHz. 13MHz位节电模式, 性能相当于33MHz Inter 486 PC

    ARM710A内核

    ARM7 CPU
    8K 4向缓存(cache)
    MMU 带有64入口TLB(Transition Look-aside Buffer)
    DRAM控制器

    支持16位和32位DRAM
    ROM/SRAM/Flash Memory 控制

    可译码4，5或6个独立的256M存储空间段
    每个存储段支持8位，16位和32位操作，并支持分页模式
    可编程ROM/SRAM/Flash Memory
    支持两个低功耗CL-PS6700 PC卡(PCMCIA)控制器

    2K 片内 SRAM用于程序快速执行

    片内Boot ROM (128Byte)

    两个同步串行接口

    支持SPI,或Microwire2兼容
    音频解码器(Audio Codec)
    27位通用接口GPIO(general-purpose I/O port)

    3个8位和1个3位GPIO port
    支持键盘阵列扫描(Scanning keyboard matrix)
    两个异步串口 UARTs

    支持高达115.2K 波特率
    内有两个接收发送(TX,RX) 16Bytes FIFOs缓冲
    支持MODEM控制信号
    DC-to-DC转换器接口

    提供两个96KHz时钟输出,通过编程duty ratio(1/16---15/16)操作

    LCD控制器

    直接信号扫描板接口，单色LCD
    面板的大小可编程从16到1024个像素，16个像素为一个单位
    视频帧大小可编程到128K byte
    每个像素点的位数可编程1，2，4位
    计时器和实时时钟

    两个16位计时器(Timer counter)和一个32位实时时钟(RTC)
　
3. 调试工具及调试方法

    ARM Project Manager (APM) include ARM Debuger: 这个工具由ARM提供主要是开发程序， 编程调试ARM芯片， 有相当不错的开发环境和远端调试功能，支持汇编和C。它带有一个ARM自己的嵌入式操作系统ARM Angel， 用户可以在它的上面开发自己的嵌入式软件，不过这个操作系统不是实时多任务的。

通过计算机串口与处理器UART相连，设置计算机的超级终端 ( Hyper Terminal )， 通过超级终端察看硬件情况(寄存器设置，数据等)和程序运行情况,当然程序重要加入向UART送出数据的指令， 用Beep报警也是经常用的。 这种调试方法是用于底层调试硬件,找出硬件存在的问题。

    VxWorks 在Shell 不能正常运行前，也是采取这种方法来调试程序,不过一般不是硬件问题，而是BSP中存在的问题,需要根据硬件，修改BSP。

    需要说明的是：上述方法是在没有硬件仿真器的情况下采用的，仿真器是底层调试硬件程序最好，最简便直观的办法。

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