0CHAPTER基礎知識RISC和CISC馮·諾依曼體系結構和哈佛體系結構流水線匯流排高速輸入輸出介面輸入輸出設備記憶體嵌入式軟體開發特點基礎知識CISC和RISCCISC：複雜指令集（ComplexInstructionSetComputer）具有大量的指令和尋址方式，指令長度可變8/2原則：80%的程式只使用20%的指令大多數程式只使用少量的指令就能夠運行。RISC：精簡指令集（ReducedInstructionSetComputer)只包含最有用的指令，指令長度固定確保數據通道快速執行每一條指令使CPU硬體結構設計變得更為簡單CISC與RISC的數據通道IFIDREGALUMEM開始退出IFIDALUMEMREG微操作通道開始退出單通數據通道RISC：Load/Store結構CISC：尋址方式複雜CISC的背景和特點背景:存儲資源緊缺,強調編譯優化增強指令功能，設置一些功能複雜的指令，把一些原來由軟體實現的、常用的功能改用硬體的（微程式）指令系統來實現為節省存儲空間，強調高代碼密度，指令格式不固定，指令可長可短，運算元可多可少尋址方式複雜多樣，運算元可來自寄存器，也可來自記憶體採用微程式控制，執行每條指令均需完成一個微指令序列CPI>５，指令越複雜，CPI越大。CISC的主要缺點指令使用頻度不均衡。高頻度使用的指令佔據了絕大部分的執行時間，擴充的複雜指令往往是低頻度指令。大量複雜指令的控制邏輯不規整，不適於VLSI工藝VLSI的出現，使單晶片處理機希望採用規整的硬聯邏輯實現，而不希望用微程式，因為微程式的使用反而制約了速度提高。(微碼的存控速度比CPU慢5-10倍)。軟硬功能分配複雜指令增加硬體的複雜度，使指令執行週期大大加長，直接訪存次數增多，數據重複利用率低。不利於先進指令級並行技術的採用流水線技術RISC基本設計思想減小CPI:CPUtime=Instr_Count*CPI*Clock_cycle精簡指令集：保留最基本的，去掉複雜、使用頻度低的指令採用Load/Store結構，有助於減少指令格式，統一記憶體訪問方式採用硬接線控制代替微程式控制RISC的提出與發展Load/Store結構提出：CDC6600(1963)--CRAY1(1976)RISC思想最早在IBM公司提出，但不叫RISC，IBM801處理器是公認體現RISC思想的機器。1980年，Berkeley的Patterson和Dizel提出RISC名詞，並研製了RISC-,實驗樣機。1981年Stanford的Hennessy研製MIPS晶片。85年後推出商品化RISC:MIPS1(1986)和SPARCV1(1987)典型的高性能RISC處理器SUN公司的SPARC(1987)MIPS公司的SGI:MIPS(1986)HP公司的PA-RISC,IBM,Motorola公司的PowerPCDEC、Compac公司的AlphaAXPIBM的RS6000(1990)第一臺SuperscalarRISC機

關注：國產CPU龍芯與MIPSCISC與RISC的對比類別CISCRISC指令系統指令數量很多較少，通常少於100執行時間有些指令執行時間很長，如整塊的記憶體內容拷貝；或將多個寄存器的內容拷貝到存貯器沒有較長執行時間的指令編碼長度編碼長度可變，1-15位元組編碼長度固定，通常為4個位元組尋址方式尋址方式多樣簡單尋址操作可以對記憶體和寄存器進行算術和邏輯操作只能對寄存器對行算術和邏輯操作，Load/Store體系結構編譯難以用優化編譯器生成高效的目標代碼程式採用優化編譯技術，生成高效的目標代碼程式馮·諾依曼體系結構是否還記得電腦五大部件？馮.諾曼結構的處理器使用同一個記憶體，經由同一個匯流排傳輸.馮·諾依曼體系結構指令寄存器控制器數據通道輸入輸出中央處理器記憶體程式指令0指令1指令2指令3指令4數據數據0數據1數據2取指令和存取數據能否重疊執行？哈佛體系結構指令寄存器控制器數據通道輸入輸出CPU程式記憶體指令0指令1指令2數據記憶體數據0數據1數據2地址指令地址數據流水線技術流水線(Pipeline)技術：幾個指令可以並行執行提高了CPU的運行效率內部資訊流要求通暢流動解碼取指執行add解碼取指執行sub解碼取指執行cmp時間AddSubCmp

最佳流水線該例中用6個時鐘週期執行了6條指令所有的操作都在寄存器中（單週期執行）指令週期數(CPI)=1

操作週期 1 2 3 4 56ADDSUBMOVANDORREORCMPRSBFetchDecodeExecuteFetchDecodeExecuteFetchDecodeExecuteFetchDecodeExecuteFetchDecodeExecuteDecodeExecuteFetchDecodeFetchFetchLDR流水線舉例該例中，用6週期執行了4條指令指令週期數(CPI)=1.5

週期

操作 1 2 3 4 5 6ADDSUBLDRMOVANDORRFetchDecodeExecuteFetchDecodeExecuteFetchDecodeExecuteDataWritebackFetchDecodeExecuteFetchDecodeFetch分支流水線舉例流水線被阻斷週期

12345

0x8000BL0x8004X0x8008XX0x8FECADD0x8FF0SUB0x8FF4MOV地址

操作FetchDecodeExecuteFetchDecodeExecuteFetchDecodeFetchFetchDecodeExecuteLinkretAdjustFetchDecodeFetch超標量執行超標量(Superscalar)執行：超標量CPU採用多條流水線結構執行1取指指令解碼2解碼1執行2執行1取指解碼2解碼1執行2流水線1流水線2數據回寫高速緩存（CACHE）1、為什麼採用高速緩存微處理器的時鐘頻率比記憶體速度提高快得多，高速緩存可以提高記憶體的平均性能。2、高速緩存的工作原理高速緩存是一種小型、快速的記憶體，它保存部分主存內容的拷貝。CPU高速緩存控制器CACHE主存數據數據地址匯流排和匯流排橋CPU低速設備橋數據高速匯流排記憶體高速設備鍵盤低速匯流排ARM公司提出的AMBA匯流排標準匯流排匯流排的主要參數有匯流排的帶寬匯流排的位寬匯流排的工作時鐘頻率匯流排機制微處理器（CPU）是嵌入式系統硬體平臺的核心構件，但不是全部。按照馮·諾依曼體系結構思想，電腦的硬體是由CPU、記憶體和I/O設備三部分組成的。匯流排是把CPU與記憶體、I/O設備相連接的資訊通道，但匯流排並不僅僅指的是一束信號線，而應包含相應的通信協議。按照使用場合的不同，匯流排分成晶片級匯流排（CPU匯流排）、板卡級匯流排（內匯流排）和系統級匯流排（外匯流排）。ISAIBM公司於1981年推出的基於8位機PC/XT的匯流排，稱為PC

匯流排。IBM公司於1984年推出了16位PC機PC/AT，其匯流排稱為AT匯流排。然而IBM公司從未公佈過他們的AT匯流排規格。由Intel公司，IEEE和EISA集團聯合開發了與IBM/AT原裝機匯流排意義相近的ISA匯流排，即8/16位的“工業標準結構”(ISA-IndustryStandardArchitecture)匯流排。6.66MHZ至26.66MHZ

，典型8MHzEISA匯流排，32位PCI1991年下半年，Intel公司首先提出了PCI的概念。Intel聯合IBM、Compaq、AST、HP、DEC等100多家公司成立了PCI集團，其英文全稱為：PeripheralComponentInterconnectSpecialInterestGroup(週邊部件互連專業組)，簡稱PCISIG。93年發佈PCI2.0，32位，33MHz。5個以上PCI插槽AGP（圖形加速處理）90年代後期，PCI-X，64位/66MHzI2CPHILIPS開發了一種用於內部IC控制的簡單的雙向兩線串行匯流排I2C(Inter-IntegratedCircuit)最高速率100Kbps，25英尺，最多可支持40個設備數據線時鐘線CAN（ControllerAreaNetwork）80年代末，由德國Bosch公司最先提出被設計作為汽車環境中的微控制器通訊，在車載各電子控制裝置ECU之間交換資訊，形成汽車電子控制網路。發動機管理系統、變速箱控制器、儀錶裝備、電子主幹系統中，均嵌入CAN控制裝置。使用CSMA/CD協議40米以內，1Mbps；10Km，5Kbps；理論上可以支持無限多個設備可靠性高，誤碼率為10-11抗電磁干擾性強汽車中的CAN匯流排汽車電子產品（18個嵌入式控制模組）——CAN匯流排網路VOLVOS80汽車的CAN匯流排網路記憶體系統寄存器高速緩存SRAM主記憶體DRAM本地記憶體Flash、ROM、磁片網路記憶體Flash、ROM、磁片時鐘週期01—1050—10020000000分層結構記憶體種類RAM：隨機存取記憶體，SRAM：靜態隨機記憶體，DRAM：動態隨機記憶體

1）SRAM比DRAM快

2）SRAM比DRAM耗電多

3）DRAM存儲密度比SRAM高得多

4）DRAM需要週期性刷新ROM：只讀記憶體EPROM:可擦除可編程ROMEEPROM:電可擦除可編程ROMFLASH：閃存閃速記憶體(FLASH)相對傳統的EPROM晶片，這種晶片可以用電氣的方法快速地擦寫由於快擦寫記憶體不需要存儲電容器，故其集成度更高，製造成本低於DRAM它使用方便，既具有SRAM讀寫的靈活性和較快的訪問速度，又具有ROM在斷電後可不丟失資訊的特點，所以快擦寫記憶體技術發展十分迅速NOR技術NOR技術閃速記憶體是最早出現的FlashMemory，目前仍是多數供應商支持的技術架構，它源於傳統的EPROM器件。與其它FlashMemory技術相比，具有可靠性高、隨機讀取速度快的優勢。在擦除和編程操作較少而直接執行代碼的場合，尤其是代碼（指令）存儲的應用中廣泛使用。由於NOR技術FlashMemory的擦除和編程速度較慢，而塊尺寸又較大，因此擦除和編程操作所花費的時間很長，在純數據存儲和文件存儲的應用中，NOR技術顯得力不從心。NAND技術NAND技術FlashMemory具有以下特點：以頁為單位進行讀和編程操作，1頁為256或512位元組；以塊為單位進行擦除操作，1塊為4K、8K或16K位元組。具有快編程和快擦除的功能，其塊擦除時間是2ms；而NOR技術的塊擦除時間達到幾百ms。數據、地址採用同一匯流排，實現串行讀取。隨機讀取速度慢且不能按位元組隨機編程。晶片尺寸小，引腳少，是位成本(bitcost)最低的固態記憶體，突破了每兆位元組1元的價格限制。晶片包含有失效塊，其數目最大可達到3~35塊（取決於記憶體密度）。失效塊不會影響有效塊的性能，但設計者需要將失效塊在地址映射表中遮罩起來。基於NAND的記憶體可以取代硬碟或其他塊設備。嵌入式系統的開發——流程需求分析及規格說明選擇主要晶片確定編程語言選擇開發環境RTOS的使用選擇開發方案設計與調試測試與集成測試工具與其他輔助設備產品嵌入式系統編程語言DatafromJapanITRONsurveyfornewembeddedsystemsC所占比例高達71%，C++所占比例為15%，位居第二，其他開發語言均佔據了較少的比例。不過，2009年隨著3G技術的推動，移動互聯網發展迅速，C++、Java等高級語言也得到廣泛應用，未來幾年基於移動開發的語言將會呈現多樣性的局面。嵌入式人才需求目前仍然是供不應求，80%以上參與調查的工程師都表示，自己公司目前都急缺嵌入式開發方面的人才。調查行業人員經驗調查學歷要求調查薪資分佈調查行業分佈調查公司規模調查硬體開發平臺調查軟體開發平臺調查開發語言調查軟硬人員安排調查人員需求調查薪資滿意度調查未來一年薪資漲幅調查是否經常加班調查工作帶來成就感調查經常光顧的網站調查獲取專業知識的途徑調查首選搜索引擎1CHAPTER嵌入式系統概論主要內容1324嵌入式系統簡介嵌入式處理器嵌入式操作系統嵌入式系統應用及發展趨勢嵌入式系統簡介電腦系統的三大領域伺服器市場功能強利潤最大的市場可用性強可擴展性桌面市場最廣闊的市場嵌入式市場潛力最大的市場嵌入式系統簡介以往電腦分類：大型電腦、中型機、小型機和微電腦目前電腦分類：超級電腦，大型電腦、工作站、微電腦、亞微電腦亞微電腦(嵌入式電腦)是以嵌入式系統的形式隱藏在各種裝置、產品和系統中嵌入式系統簡介

一般定義以應用為中心、以電腦技術為基礎，軟硬體可裁剪,應用系統對功能、可靠性、成本、體積、功耗和應用環境有特殊要求的專用電腦系統。是將應用程式、操作系統和電腦硬體集成在一起的系統（技術角度）嵌入式系統是設計完成複雜功能的硬體和軟體，並使其緊密耦合在一起的電腦系統。（系統角度）術語嵌入式反映了這些系統通常是更大系統（被稱之為嵌入的系統）的一個完整子系統。嵌入式的系統可以包含多個嵌入式系統。廣義定義任何一個非電腦的計算系統嵌入式系統簡介發展歷史

嵌入式系統本身是一個相對模糊的定義。一個手持的MP3和一個PC104的微型工業控制電腦都可以認為是嵌入式系統。嵌入式系統已經有了近30年的發展歷史，它是硬體和軟體交替發展的雙螺旋式發展。最早的單片機是Intel公司的8048，它出現在1976年Motorola同時推出了68HC05，Zilog公司推出了Z80系列，這些早期的單片機均含有256位元組的RAM、4K的ROM、4個8位並口、1個全雙工串行口、兩個16位定時器。之後在80年代初，Intel又進一步完善了8048，在它的基礎上研製成功了8051。

1981年ReadySystem開發了世界上第1個商業嵌入式即時內核（VTRX32），包含了許多傳統操作系統的特徵，包括任務管理、任務間通訊、同步與相互排斥、中斷支持、記憶體管理等功能。隨後，出現了如IntegratedSystemIncorporation(ISI)的PSOS、IMG的VxWorks、QNX公司的QNX

等，PalmOS，WinCE，嵌入式Linux，Lynx，uCOS、Nucleux，以及國內的Hopen、DeltaOS等嵌入式操作系統也相繼出現。嵌入式系統簡介嵌入式系統簡介基於8位，16位，32位的嵌入式系統在嵌入式系統的早期階段，所有基本硬體構件相對較小也較簡單，如：8位的CPU、74系列的晶片及電晶體等，其軟體子系統是採用一體化的監控程序，不存在操作系統平臺。今天組成嵌入式系統的基本硬體構件已較複雜，如：16位、32位CPU或特殊功能的微處理器、特定功能的集成晶片等，其軟體設計的複雜性成倍增長。因此研究嵌入式系統的設計原理及技術，提供系統的設計方法和開發工具是嵌入式計算學科的關鍵技術。嵌入式系統簡介典型的8位微處理系統MCS-51系列的單片機是低端嵌入式系統中用得最多的微處理器。嵌入式系統簡介典型的16位微處理系統MCS-96系列單片機和16位DSP晶片嵌入式系統簡介典型的32位微處理系統ARM系列是應用廣泛的32位微處理器。特點功耗限制嵌入式系統中，尤其是在用電池供電的嵌入式系統中，這是一個主要考慮的因素。大耗電量直接影響到硬體費用，並影響電源壽命以及帶來散熱問題。低成本包含硬體成本和軟體成本。硬體成本主要決定於所使用的微處理器、所需的記憶體及相應的週邊晶片；軟體成本通常難於預測，但一個好的設計方法有利於降低軟體成本。多速率系統同時運行多個即時性任務，系統必須同時控制這些動作，但這些動作有些速度慢，有些速度快。環境相關性嵌入式系統不是獨立的，而是與其被嵌入的設備緊密相關聯。嵌入式系統簡介嵌入式系統簡介特點系統內核小由於嵌入式系統一般是應用於小型電子裝置的，系統資源相對有限，所以內核較之傳統的操作系統要小得多。比如ENEA公司的OSE即時OS，內核只有5K，而Windows的內核則要大得多。專用性強嵌入式系統的個性化很強，其中的軟體系統和硬體的結合非常緊密，一般要針對硬體進行系統的移植。同時針對不同的任務，往往需要對系統進行較大更改，程式的編譯下載要和系統相結合，這種修改和通用軟體的“升級”是完全不同的概念。嵌入式系統簡介特點不可壟斷性PC有WinTel壟斷嵌入式系統工業的基礎是以應用為中心的“晶片”設計和麵向應用的軟體產品開發。產品相對穩定性普通處理器18月嵌入式處理器8－10年嵌入式系統簡介即時性即時性的本質是任務處理所化費時間的可預測性，即任務需要在規定的時限內完成。任務執行的時間可以根據系統的軟硬體的資訊而進行確定性的預測。也就是說，如果硬體可以做這件工作，那麼基於即時操作系統的軟體將可以確定性的做這件工作。即時系統即時系統的正確性依賴於運行結果的邏輯正確性和運行結果產生的時間正確性，即即時系統必須在規定的時間範圍內正確地回應外部物理過程的變化。嵌入式系統≠即時系統有些嵌入式系統沒有即時性要求嵌入式系統簡介硬實時軟即時“軟”意味著如果沒有滿足指定的時間約束並不會導致災難性的後果，而對於硬實時系統來說卻是災難性的從實踐上說，軟即時和硬實時之間的區別通常（隱含的和錯誤的）與系統的時間精度有關：由於這個原因，典型的，軟即時任務的調度精度必須大於千分之一秒，而硬實時任務為微秒級。

嵌入式系統簡介市場2001年嵌入式系統國際會議年會JimTurley的報告中，統計得到PC的數量只占CPU總耗量的0.1%。據CCID2003年的數據顯示，2000年嵌入式軟體市場規模為70.33億元，2001年為95.43億元，2002年118.56億元，三年平均增長38.85%。2008年中國軟體業收入的7570億元中，嵌入式軟體就占了14.8%，在軟體出口中占了2/3左右；2011年規模達4650億元。目前中國前10家最大的軟體企業中，5家是嵌入式軟體企業。嵌入式系統簡介政策國際電信聯盟(ITU)提出的四階段設備互聯概念第一個階段是大型機、主機互聯第二個階段是臺式機、筆記本跟互聯網相聯第三個階段是近年的新現象，手機聯上移動互聯網第四個階段則是更多樣化的物物互聯，一個新的嵌入式設備互聯網時代，也就是目前風靡一時的“物聯網”的概念物聯網定義(TheInternetofThings)，它是指通過射頻識別(RFID)、紅外感應器、全球定位系統、鐳射掃描器等資訊傳感設備，把任何物品與互聯網連接起來，進行資訊交換和通訊，以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網路物聯網產業已被中國正式列為國家五大新興戰略性產業之一溫家寶總理2009年視察無錫中科傳感技術研發中心產生效應物聯網成為工業界學術界成為熱門議題七百家大學申請物聯網專業嵌入式系統與物聯網密不可分智能感測器，無線網路還是電腦技術中資訊顯示和處理都包含了大量嵌入式系統技術和應用面向應用的SoC晶片和嵌入式軟體是未來嵌入式系統發展的重點主要內容1324嵌入式系統簡介嵌入式處理器嵌入式操作系統嵌入式系統應用及發展趨勢嵌入式處理器種類繁多、千花齊放據不完全統計，全世界嵌入式處理器的品種總量已經超過1000多種，流行體系結構有30幾個系列兩大主流體系結構低檔8051（8位）體系結構高檔ARM（32位）體系結構嵌入式處理器的一些基本情況處理速度：0.1MIPS~2000MIPS尋址空間：64KB~256MB常用封裝：8個引腳~300個引腳

嵌入式處理器的特點硬體結構哈佛結構即數據存儲空間和程式存儲空間分離較大的程式記憶體（用於固化已調試好的控制程式）較小的數據記憶體（用於存放少量的亂數據——高速）馮·諾伊曼結構典型的微型電腦的記憶體結構採用的是馮·諾伊曼結構——也叫普林斯頓結構嵌入式處理器的特點（續）品種規格系列化同一產品系列不同型號處理器具有相同CPU內核，相同或相容指令系統I/O介面功能部件配置不一樣，形成不同型號處理器對即時多任務的支持即時監測、控制、通信多任務有效的調度嵌入式處理器的特點（續）可靠性高、功耗低、集成度高、性價比高可靠性高：冗餘設計、電磁相容設計功耗低：工作電壓1.2/1.8/2.5/3.3V，工作電流1mA（1μA）集成度高：SoC設計，高度集成價格低：以32位ARM系列晶片為例三星：44b0x（ARM7）——30元，2410（ARM9）——80元TI：Stellaris（ARMCortex-M3）系列32位微控制器——零售價格最低至11.5元

嵌入式處理器的分類1嵌入式微處理器——EMPUEmbeddedMicroProcessorUnit2微控制器——MCUMicroControllerUnit3數字信號處理器——DSPDigitalSignalProcessorDigitalSignalProcessing——數字信號處理1嵌入式微處理器嵌入式微處理器的基礎就是通用CPU為了滿足嵌入式應用的特殊要求，嵌入式微處理器在功能上和通用微處理器基本一樣，但在工作溫度、抗電磁干擾、可靠性、功耗等方面做了各種增強嵌入式電腦嵌入式微處理器+晶片組（匯流排仲裁器+中斷控制器+DMA控制器+存儲控制器+I/O介面）+外接記憶體嵌入式微處理器一般與記憶體、介面電路等安裝在一塊電路板上，稱為單板機，如PC/104、Biscuit板等典型晶片（32、64位）386EX、486EX、奔騰、PowerPC、68k、ARM性能：100～2000MIPS記憶體：SDRAM-2~256MB，Flash-1~128MB

一般有操作系統：Vxworks、WINCE(2MB)、uCLinux(300KB)，EmbeddedLinux1嵌入式微處理器（續）PowerPC特點——可伸縮性好，方便靈活品種很多，有通用處理器、嵌入式處理器和CPU核通用處理器——主要型號是PowerPC750系列，主頻最高為700MHz嵌入式處理器——有PowerPC405（主頻最高為266MHz）和PowerPC440（主頻最高為550MHz）CPU核——用於各種集成的系統晶片（System-On-Chip，SOC）設備上生產公司：Freescale(IBM)、Motorola1嵌入式微處理器（續）PC/104、PC/104+單板機規範1996年6月公佈了PC/104規範3.2版特點PC/104匯流排採用96mmx90mm的小板結構低功耗，1~5瓦每模組

，支持32位PCI連接緊湊加固性設計的PC/104工控機在軍工產品中得到採用，如火箭、導彈和戰鬥機等PC/104匯流排工控機主流產品是486EX和586EX

PC/104插槽功耗小於4.5瓦2024-2-2?國防科技大學電腦學院601室82PC104摘自周立功網站1嵌入式微處理器（續）BiscuitPC單板機特點一體化電腦低成本形狀像餅乾，俗稱餅乾電腦分類迷你BiscuitPC（2.5”120x82mm）半尺寸BiscuitPC（3.5”145x102mm）全尺寸BiscuitPC（5.25“203x146mm）迷你BiscuitPC（2.5”120x82mm）半尺寸BiscuitPC（3.5”145x102mm）全尺寸BiscuitPC（5.25“203x146mm）Mini-ITX結構170×170mmKINOAtom工業主板2微控制器微控制器又稱單片機顧名思義，就是將整個電腦集成到一塊晶片中低檔微控制器CPU存儲控制器+片內記憶體（ROM/E2PROM/Flash、SRAM）中斷控制器、定時/計數器、WatchDog、GPIO、UART、PWM、A/D、D/A等典型晶片8051系列（8位）、MSP430（16位）性能：1～100MIPS記憶體：SRAM-256B/2～128KB,Flash-8KB/64/512KB一般無操作系統或者簡單操作系統：uC/OS-II(幾KB～十幾KB)、FreeRTOS(幾KB)、RTX(幾KB)2微控制器（續）高檔微控制器CPU+匯流排仲裁器+DMA控制器+中斷控制器+I/O介面+存儲控制器+外接記憶體/少量片內記憶體（Flash、SRAM、SDRAM）典型晶片（32位）ARM、MIPS、PowerPC、68k與嵌入式微處理器比較微控制器的最大特點是單片化，體積大大減小，從而使功耗和成本下降、可靠性提高，但性能有所降低目前微控制器是嵌入式系統工業中的主流，在嵌入式系統佔有約70％的市場份額性能：100～1000MIPS記憶體：SDRAM-4/8/16/32/64MB,Flash-2/4MB一般有操作系統：Vxworks、uCOSII、WINCE、uCLinux8位單片機示意圖CPUSRAMGPIOUARTFlash定時/計數器A/DD/ACANWatchdog核心部分USBI2CSPI80C51=(1×8)CPU+128BRAM+4KBROM+(2×16)T/C+(4×8)I/O+1個UART+5個中斷源注意：51子系列和52子系列都採用51內核技術，差異主要在RAM/TC/INT

型號中包含字母C的屬於CHMOS型（互補高密度金屬氧化物半導體工藝）87C52INTELMCS-51系列單片機一覽表80C51單片機的內部資源主要包括：

8位中央處理器（CPU）；片內振盪器和時鐘電路；

4KB片內程式記憶體(ROM)；

128位元組的片內RAM；4個8位雙向I/O口；5中斷源；

2個16位定時器/計數器；

1個全雙工串行口；BythewayProteus一款方便的單片機仿真軟體一個小小演示課後作業——熟悉Proteus應用Proteus設計電路圖32位微控制器示意圖Motorola3G手機E10002微控制器（續）MIPSMicroprocessorwithoutInterlockedPipelineStagesMIPS公司於80年代初開始設計通用RISC處理器R2000（1986年），R3000（1988年），1991年推出第一款64位商用微處理器R4000R8000（1994年）、R10000（1996年）、R12000（1997年）新32位微控制器4kc（1999年）新64位微控制器5kc（1999年）、20kc（2000年）龍芯獲得MIPS授權3數字信號處理器特殊設計高效乘累加運算、超標量操作、指令流水線高效數據存取、硬體重複迴圈確定性操作（程式執行時間可預測）應用場合數字濾波、FFT、頻譜分析等方面代表性的產品TI的TMS320系列ADI的21xx系列Motorola的DSP56000系列TI的TMS320系列C2000低成本系列16/32位，定點，最高150MIPS最低價格低於2.00美元應用數字電機控制、數字電源和智能感測器C6000高性能系列C62xx/C64xx系列——32位，定點C67xx系列——32位，浮點運行頻率高達

1GHz應用領域包括無線、數字視頻、電信和成像TI的TMS320系列（續）C5000低功耗系列16位，定點性能高達900MIPS超低功耗，低至0.5mW/MHz適用於個人和可攜式產品，如數字音樂播放器、VoIP、GPS接收器和可攜式醫療設備OMAP多核系列與ARM核集成一拖二、四亞洲嵌入式處理器選用情況目前每年新上市的CPU有98%都是嵌入式的，這類新型CPU的長期發展性也非常樂觀美國那斯達克指數與新CPU出貨量變化的消長關係CPU出貨量達到10G/Year嵌入式處理器選擇原則CPUCore選擇應用領域用戶需求性能浮點處理、MAC單元(MAC:乘加器)工具鏈完善友好的工具鏈開發的難易程度在系統編程、在系統調試嵌入式處理器選擇原則（續）處理器I/O介面選擇匯流排的需求GPIO的需求有沒有基本通信介面UART、I2C、SPI是否需要USB匯流排是否需要CAN匯流排是否需要Ethernet匯流排是否需要A/D、D/A是否需要LCD控制器是否需要Zigbee、藍牙等嵌入式處理器選擇原則（續）處理器存儲系統選擇MMU尋址空間（容量）程式記憶體、數據記憶體、特殊寄存器片上Flash、SRAM、E2PROM是否支持SDRAM市場因素的影響價格是否容易購買技術支持與售後服務SoC就是SystemonChip，SoC是一種基於IP核嵌入式系統設計技術。它結合了許多功能區塊，將功能做在一個晶片上SoC是一個微小型系統,如果說中央處理器(CPU)是大腦,那麼SoC就是包括大腦、心臟、眼睛和手的系統。一般傾向將SoC定義為將微處理器、模擬IP核、數字IP核和記憶體集成在單一晶片上,它通常是客戶定制的,或是面向特定用途的標準產品。嵌入式片上系統(SoC)SOC體系結構ASICCoreMemoryEmbeddedProcessorCoreAnalogFunctionsCommunicationSensorInterface課後作業——龍芯瞭解我國號稱具有自主知識產權的通用CPU——龍芯；龍芯與意法半導體的關係？龍芯與MIPS的關係？哪些公司可以提供嵌入式處理器IP核？當前比較著名的嵌入式處理器廠商有哪些？國內有哪些公司在研發嵌入式處理器？主要內容1324嵌入式系統簡介嵌入式處理器嵌入式操作系統嵌入式系統應用及發展趨勢使用嵌入式操作系統的優缺點優點使程式的設計和擴展變得容易，大大提高了開發效率。充分發揮32位CPU多任務的潛力，實現多任務設計，能夠充分利用硬體資源和實現資源共用。即時性和健壯性能夠得到更好的保證。缺點嵌入式操作系統增加ROM/RAM等額外開銷，5～10％的CPU額外負荷。嵌入式操作系統分類按收費模式劃分商用型Vxworks,Nucleux，PlamOS,Symbian,WinCE,QNX,pSOS,VRTX,LynxOS,Hopen,DeltaOS免費型Linux,μCLinux,μC/OS-Ⅱ,eCos,uITRON按即時性劃分硬實時Vxworks軟即時WinCE,RTLinux無即時EmbeddedLinux

Linux是開放源碼和免費使用的，遍佈全球的眾多Linux愛好者又是Linux開發的強大技術後盾。嵌入式Linux(EmbeddedLinux)是指對Linux經過小型化裁剪後，能夠固化在容量只有幾百K位元組或幾兆位元組的記憶體晶片或單片機中，應用於特定嵌入式場合的專用Linux操作系統。嵌入式Linux的開發和研究是目前操作系統領域的一個熱點。主要有RTLinux和

CLinuxLinux的內核小、功能強大、API豐富，系統健壯、效率高，易於定制剪裁，在價格上極具競爭力。Linux不僅支持x86CPU，還可以支持其他數十種CPU晶片。近幾年Linux在嵌入式領域異軍突起，過去的一年中有13%的用戶已經開始使用嵌入式Linux系統進行開發工作；有52%的用戶決定在未來24個月內開始使用Linux作為嵌入式操作系統的開發原型。嵌入式Linux及應用μcLinuxWindowsEmbeddedWindowsCE：一種針對小容量、移動式、智能化、32位、連接設備的模組化即時嵌入式操作系統（縮減的Win95）。針對掌上設備、無線設備的動態應用程式和服務提供了一種功能豐富的操作系統平臺，屬於軟即時操作系統，由於其Windows背景，介面比較統一認可。可以使用大多數Windows開發工具（如VB，VC等），大多數Windows應用程式經過移植後就可以運行在WinCE平臺上。操作系統的基本內核需要至少200K的ROM。VxWorksVxWorks操作系統是美國WindRiver公司於1983年設計開發的一種嵌入式即時操作系統（RTOS），具有良好的持續發展能力、高性能的內核以及友好的用戶開發環境，在嵌入式即時操作系統領域牢牢佔據著一席之地。VxWorks所具有的顯著特點是： －可靠性、即時性和可裁減性。 －它支持多種處理器，如x86、i960、SunSparc、MotorolaMC68xxx、MIPS、POWERPC等等。以其良好的可靠性和卓越的即時性被廣泛地應用在通信、軍事、航空航太等高精尖技術及即時性要求極高的領域中，如火星探測器（1997年7月4日登陸火星表面）。SymbianOSSymbian由諾基亞、西門子、索尼愛立信等幾家大型移動通訊設備商共同出資組建的一個合資公司，專門研發手機操作系統。Symbian操作系統的前身是EPOC。針對PDA及智能手機的，能夠提供良好的軟即時的操作系統，目前幾乎退出智能手機市場主要版本Series60/90/80/40UIQPalmOSPalmOS是著名的網路設備製造商3COM旗下的PalmComputing掌上電腦公司的產品。PalmOS是一套專門為掌上電腦編寫的操作系統，充分考慮到了掌上電腦記憶體相對較小的情況，所以Palm操作系統本身所占的記憶體很小，基於Palm操作系統編寫的應用程式所占的空間也很小，通常只有幾十KB，因此基於Palm操作系統的掌上電腦雖然只有幾兆記憶體卻可以運行眾多的應用程式。PalmOS在PDA市場上佔有很大的市場份額，PalmOS的市場份額占到將近90%，最近下降70％，目前主要與WINCE進行激烈競爭。代表性的產品有Palmm505、Palmm500、PalmIII等。C/OS及C/OS-IIC/OS—MicroControllerOSC/OS簡介美國人JeanLabrosse1992年完成，已應用於數百種產品中。應用面覆蓋了諸多領域，如照相機、醫療器械、音響設備、發動機控制、高速公路電話系統、自動提款機等1998年

C/OS-II，目前的版本

C/OS-IIV2.722000年，得到美國航空管理局（FAA）的認證，可以用於飛行器中是一個源碼公開、可移植、可裁減、佔用資源少、搶先式的即時多任務操作系統。其絕大部分源碼採用ANSIC寫的，移植性好。高校教學可免費使用。網站www.ucos-II.com（)主要內容1324嵌入式系統簡介嵌入式處理器嵌入式操作系統嵌入式系統應用及發展趨勢嵌入式系統的應用領域嵌入式應用資訊家電智能玩具軍事電子通信設備移動存貯工控設備智能儀錶汽車電子網路設備消費電子軍事國防電子商務網路工業控制goReaderInterneteBookSamsungAnyWebInternetScreenPhoneeRemoteIntelligentHomeControllerTektronixTDS7000DigitalOscilloscopesNixvueDigitalAlbumDigitalPhotoAlbum一些典型的嵌入式系統應用實例嵌入式系統的應用家用方面：數字電視、資訊家電、智能玩具、手持通訊、存儲設備的核心。嵌入式視頻伺服器現代化家庭嵌入式Internet應用嵌入式系統在資訊家電中的應用資訊家電(InformationAppliance）一般可認為，那些低單價、操作簡單、可通過因特網發送或獲取資訊，將逐步分割或替代PC的某些功能，並能與其它資訊產品交換資料或訊息的產品可統稱為資訊家電。資訊家電的分類及特點資訊家電的分類網路電視（NetTV）網上遊戲機（Internetgamingdevice）智能掌上型設備(Internetsmarthandhelddevice)網路電話（InternetscreenPhone）ConsumerNCclient等。資訊家電技術特點處理器發展趨向低成本、高整合性與低耗能。整合數字與模擬處理的技術。較PC更強調通訊能力。利用軟體增加產品的差異性(高附加價值的關鍵)典型的資訊家電產品資訊家電定義代表性產品網路電視具有機頂盒或內建網絡連接的電視MicrosoftWebTV網路可視電話具有集成網路接入的螢幕電話InfoGeariPhone網路遊戲機具有集成網路接入的遊戲操縱臺SegaDreamcast網路智能手持器件蜂窩電話、個人數據助理（PDA）和其他集成網路接入的可攜式器件3ComPalmAT&TPocketNetPhoneNokia9000,9000I,9110,7110NC委託（clients）提供網路接入以及能下載應用軟體的器件IBMNetStationPC-中間器件通過PC接入網絡以下載內容的器件DIAMONMultimediaRioPlayerNuvomediaRockete-BookAudibleMobilePlayerSource:IDC,Hambrecht&Quist資訊家電——數字機頂盒汽車電子產品（18個嵌入式控制模組）——CAN匯流排網路VOLVOS80汽車的CAN匯流排網路

嵌入式應用——汽車電子智能玩具與機器人嵌入式技術應用——工業控制工業方面：機床、冶金、電子、交通、航空航太等行業技術升級的重要基礎阿富汗參加反恐作戰的“赫耳墨斯”價值4萬美元，可攜帶2架攝像機，發揮了很好作用。軍事偵察2002年11月28日，以色列一選舉投票點，發生槍擊事件，造成至少7人死亡，數十人受傷。以警方用機器人在檢查一具巴勒斯坦槍手的屍體。反恐防暴微型飛行器---“黑寡婦”空中飛行器基於WinCE的移動機器人平臺基於RTLinux的仿人機器人高48cm

重:6kg

靈活性：20DOF操作系統:RT-Linux

介面形式:USB1.0(12Mbps)回應週期:1ms

能源：DC24Vx6.2A(150W)製造：富士通基於VXworks的火星探路者2004年“勇氣號”再次登陸火星嵌入式處理器的發展趨勢內部結構SoC設計，與DSP、Flash、FPGA融合性能更強，集成更多的功能部件雙核或多核結構功耗更低工作電流只有0.1μA（電池供電）可靠性更高倍頻技術、ESD（靜電防護）技術支持ISP（在系統編程）、ISD（在系統調試）2CHAPTERARM體系結構第2章目錄1.簡介2.ARM7TDMI3.ARM7TDMI的模組和內部框圖4.體系結構直接支持的數據類型5.處理器狀態6.處理器模式7.內部寄存器8.程式狀態寄存器9.異常10.複位11.記憶體及記憶體映射I/O第2章目錄1.簡介2.ARM7TDMI3.ARM7TDMI的模組和內部框圖4.體系結構直接支持的數據類型5.處理器狀態6.處理器模式7.內部寄存器8.程式狀態寄存器9.異常10.複位11.記憶體及記憶體映射I/O2.1ARM簡介ARM公司簡介ARM是AdvancedRISCMachines的縮寫，它是一家微處理器行業的知名企業，該企業設計了大量高性能、廉價、耗能低的RISC（精簡指令集）處理器。公司的特點是只設計晶片，而不生產。它將技術授權給世界上許多著名的半導體、軟體和OEM廠商，並提供服務。2.1ARM簡介ARM（AdvancedRISCMachines）不僅是公司名字，也是一類微處理器的通稱ARM公司1991年成立於英國劍橋知識產權（IP）ARM公司本身不直接從事晶片生產，靠轉讓設計許可全世界有幾十家大的半導體公司都使用ARM公司的微處理器核（TI、NXP、Atmel、ST、Freescale等）市場份額基於ARM技術的微處理器占32位RISC微處理器75%以上的市場份額2.1ARM簡介ARM公司簡介將技術授權給其他晶片廠商形成各具特色的ARM晶片...2.1ARM簡介微處理器是整個系統的核心，通常由3大部分組成：控制單元、算術邏輯單元和寄存器。

算術邏輯單元寄存器控制單元微處理器記憶體輸入輸出2.1ARM簡介ARM處理器的特點功耗低、成本低、性能高支持Thumb（16位）/ARM（32位）雙指令集Cortex支持Thumb-2（16/32位混合指令系統）指令長度固定（32位/16位）大量使用寄存器，指令執行速度更快尋址方式靈活簡單，執行效率高C5000：0.5mW/MHzARM7TDMI：0.28mW/MHzCortex-M3：0.19mW/MHz2.1ARM簡介ARM處理器的應用當前主要應用於消費類電子領域；到目前為止，基於ARM技術的微處理器應用約佔據了32位嵌入式微處理器75％以上的市場份額全球80%的GSM/3G手機、99%的CDMA手機以及絕大多數PDA產品均採用ARM體系的嵌入式處理器，“掌上計算”相關的所有領域皆為其所主宰。ARM技術正在逐步滲入到我們生活的各個方面。2.1ARM簡介ARM體系結構ARM處理器為RISC晶片，其簡單的結構使ARM內核非常小，這使得器件的功耗也非常低。它具有經典RISC的特點：大的、統一的寄存器檔；裝載/保存結構，數據處理操作只針對寄存器的內容，而不直接對記憶體進行操作；簡單的尋址模式;統一和固定長度的指令域，簡化了指令的解碼，便於指令流水線設計。2.1ARM簡介ARM體系結構ARM體系結構的特點：每條數據處理指令都對算術邏輯單元和移位器控制，實現了ALU和移位器的最大利用；地址自動增加和減少尋址模式，優化程式迴圈；多寄存器裝載和存儲指令實現最大數據吞吐量;所有指令的條件執行實現最快速的代碼執行。2.1ARM簡介各ARM體系結構版本ARM體系結構從最初開發到現在有了很大的改進，並仍在完善和發展。為了清楚的表達每個ARM應用實例所使用的指令集，ARM公司定義了7種主要的ARM指令集體系結構版本，以版本號V1～V7表示。2.1ARM簡介各ARM體系結構版本——V1

該版本的ARM體系結構，只有26位的尋址空間，沒有商業化，其特點為：基本的數據處理指令（不包括乘法）；位元組、字和半字加載/存儲指令；具有分支指令，包括在副程式調用中使用的分支和鏈接指令；在操作系統調用中使用的軟體中斷指令。2.1ARM簡介各ARM體系結構版本——V2

同樣為26位尋址空間，現在已經廢棄不再使用，它相對V1版本有以下改進：具有乘法和乘加指令；支持協處理器；快速中斷模式中的兩個以上的分組寄存器；具有原子性加載/存儲指令SWP和SWPB。2.1ARM簡介各ARM體系結構版本——V3

尋址範圍擴展到32位（目前已廢棄），具有獨立的程式：具有乘法和乘加指令；支持協處理器；快速中斷模式中具有的兩個以上的分組寄存器；具有原子性加載/存儲指令SWP和SWPB。2.1ARM簡介各ARM體系結構版本——V4

不在為了與以前的版本相容而支持26位體系結構，並明確了哪些指令會引起未定義指令異常發生，它相對V3版本作了以下的改進：半字加載/存儲指令；位元組和半字的加載和符號擴展指令；具有可以轉換到Thumb狀態的指令（BX）；增加了用戶模式寄存器的新的特權處理器模式。2.1ARM簡介各ARM體系結構版本——V5

在V4版本的基礎上，對現在指令的定義進行了必要的修正，對V4版本的體系結構進行了擴展並並增加了指令，具體如下：改進了ARM/Thumb狀態之間的切換效率；E---增強型DSP指令集,包括全部演算法操作和16位乘法操作；J----支持新的JAVA,提供位元組代碼執行的硬體和優化軟體加速功能。2.1ARM簡介各ARM體系結構版本——V62001年推出ARMv6，它在許多方面做了改進。如記憶體系統、異常處理和較好地支持多處理器。具體如下：SIMD擴展使得廣大的軟體應用如Video和Audiocodec的性能提高了4倍；Thumb-2和TrustZone技術也用於ARMv6中。ARMv6第一個實現是2002年春推出的ARM1136J(F)-STM處理器，2003年又推出了

ARM1156T2(F)-S

和ARM1176JZ(F)-S處理器。2.1ARM簡介各ARM體系結構版本——V7

ARMv7定義了3種不同的處理器配置（processorprofiles）:

ProfileA—面向複雜、基於虛擬記憶體的OSProfileR—針對即時系統的ProfileM—針對低成本應用的微控制器的所有ARMv7profiles實現Thumb-2技術，同時還包括了NEON?技術的擴展，提高DSP和多媒體處理吞吐量400％

，並提供浮點支持以滿足下一代3D圖形、遊戲以及傳統嵌入式控制應用的需要。2.1ARM簡介ARM處理器核簡介ARM公司開發了很多系列的ARM處理器核，目前最新的系列已經是ARM11了，而ARM6核以及更早的系列已經很罕見了。目前應用比較廣泛的系列是：ARM7ARM9ARM9EARM10SecurCoreXscaleARM11Cortex2.1ARM微處理器系列ARM微處理器目前包括下麵幾個系列通用系列1ARM7系列2ARM9系列3ARM9E系列4ARM10E系列5ARM11系列6Cortex系列安全系列7SecurCore系列體系結構版本（Architecture）ARMv4TARMv5TEARMv6ARMCortex(v7)ProcessorFamilyARM7ARM9ARM10ARM11ARMCortex按應用特徵分類應用處理器

ApplicationProcessor即時控制處理器

Real-timeController微控制器

Micro-controller特徵：MMU,Cache最快頻率、最高性能、合理功耗特徵：MPU,Cache即時回應、合理性能、較低功耗特徵：nosub-memorysystem一般性能、最低成本、極低功耗ARMFamilyARM7?FamilyARM9?FamilyARM10?FamilyARM11?Family150DMIPS300DMIPS500DMIPS1000DMIPSARMCortex?FamilyARM720TARM1136JARM1176JZARM1026EARM920T/ARM922TARM926EJCortexAApplicationProcessorARM7TDMIARM1156T2ARM1026EARM946ECortexREmbeddedRTControllerARM7TDMIARM966EARM968ECortexMMicro-controllerARMArchitecture系列相應產品性能特點ARM7系列ARM7TDMI，ARM7TDMI-S，ARM720T，ARM7EJ三級流水性能：0.9MIPS/MHz,可達到130MIPs(Dhrystone2.1)

ARM9系列ARM920T，ARM922T

五級流水，性能：1.1MIPS/MHz，可達300MIPS(Dhrystone2.1)，單32-bitAMBAbus介面，支持MMUARM9E系列ARM926EJ-S,RM946E-S,ARM966E-S,ARM968E-S,ARM996HS

五級流水，支持DSP指令。性能：1.1MIPS/MHz，可達300MIPS(Dhrystone2.1)，高性能AHB,軟核（softIP）

ARM10系列ARM1020E,ARM1022EARM1026EJ-S

6級流水支持分支預測（branchprediction），支持DSP指令。性能：1.35MIPS/MHz，可達430+Dhrystone2.1

MIPS，可選支持高性能浮點操作，雙64位匯流排介面，內部64位數據通路系列相應產品性能特點ARM11系列ARM11MPCore,ARM1136J(F)-S,ARM1156T2(F)-S,ARM1176JZ(F)-S

8級流水線(9級ARM1156T2(F)-S)，獨立的load-store和arithmetic流水線，支持分支預測和返回棧（ReturnStack）。強大的ARMv6指令集，支持DSP，SIMD(SingleInstructionMultipleData)擴展，支持ARMTrustZone、Thumb-2核心技術。740Dhrystone2.1MIPS，低功耗0.6mW/MHz(0.13μm,1.2V)Cortex系列Cortex-A9MPCoreCortex-A9SingleCoreProcessorCortex-A8,Cortex-M3,Cortex-R4Cortex-A系列：面向用於複雜OS和應用的應用處理器（applicationsprocessors），支持ARM,ThumbandThumb-2指令集。Cortex-R系列：面向嵌入式即時領域的嵌入式處理器，支持ARM,Thumb,和Thumb-2指令集。Cortex-M系列：面向深嵌入式價格敏感的嵌入式處理器，只支持Thumb-2指令集SecurCore系列SecurCoreSC100，SecurCoreSC200用於SmartCard和SecureIC的32-bit解決方案。支持ARM和Thumb

指令集，軟核。具有安全特徵和低成本安全存儲保護單元

當前的主流ARM處理器ARM7世界上最為廣泛使用的CPU之一<100MHzARM9100-300MHzARMPowerdshipmentinyearof2005,31%isARM9based.ARM11晶片廣泛應用ARM11300-700+MHzSIMD指令擴展支持更豐富的多媒體應用40家授權晶片公司，一些已開始量產FOMAN902iFirstARM11basedphoneOMAP2420i.MX31/i.MX31L目前最快的嵌入式處理器之一最快的處理器A9提供超過10,000DMIPS的性能運行於2GHz頻率(40nm製造工藝)功耗小於1.9WARMCortexA9ApplicationProcessor目前最快的嵌入式處理器之一ARMCortexA9ApplicationProcessorTI獲得首家ARMCortex-A9授權

OMAP4430的晶片將提供比目前的OMAP3系列晶片強大一倍的性能，使應用程式在移動設備上運行的速度更快。雙核晶片將給移動設備帶來1080p高清視頻重放等功能。處理器的時鐘速度最多可達到1GHz，耗電量比它以前的產品減少50%。Cortex-M3實現$1

ARM晶片ARMCortexArchitectureThumb-2ISA3StagePipeline1.22DMIPS/MHz–30%overARM7TDMI33Kgates–30%smallerthanARM7TDMILuminaryMicro的Stellaris系列MCU產品售價僅1美元ARMCortex-M3微控制器內核，專門針對MCU應用領域而設計，突出低成本、低功耗和高效率。預取（Fetch）解碼（Decode）執行（Execute）預取（Fetch）解碼（Decode）執行（Execute）訪存（Memory）寫入（Write）預取（Fetch）解碼（Decode）發送（Issue）預取（Fetch）預取（Fetch）執行（Execute）訪存（Memory）寫入（Write）解碼（Decode）發送（Issue）執行（Execute）轉換（Snny）訪存（Memory）寫入（Write）ARM7ARM9ARM10ARM112.1ARM簡介各版本指令情況專案ARM7ARM9ARM10ARM11流水線3568典型頻率（MHz）80150260335功耗（mW/MHz）0.060.19（+cache）0.5（+cache）0.4（+cache）性能MIPS**/MHz0.971.11.31.2架構馮

諾伊曼哈佛哈佛哈佛2.1ARM簡介各版本情況一覽1ARM7系列ARM7微處理器系列特點極低的功耗（0.28mW/MHz），適合對功耗要求較高的應用具有嵌入式ICE－RT邏輯，調試開發方便能夠提供0.9MIPS/MHz的三級流水線結構支持的操作系統：uC/OS-II、uCLinux等性能最高可達130MIPSC5000：0.5mW/MHzARMT7DMI：0.28mW/MHzCortex-M3：0.19mW/MHz1ARM7系列（續）ARM7系列微處理器的主要應用領域為工業控制、網路和數據機移動電話、消費電子等ARM7系列包括如下幾種類型ARM7TDMI、ARM7TDMI-SARM7TMDI是目前使用最廣泛的32位嵌入式處理器，屬低端ARM處理器核TDMI的基本含義為T：支持16位壓縮指令集ThumbD：支持片上DebugM：內嵌硬體乘法器（Multiplier）I：嵌入式ICE，支持片上中斷點和調試點ATMELARM7框圖2ARM9系列ARM9系列微處理器具有以下特點5級流水線，指令執行效率更高提供1.1MIPS/MHz的加速能力全性能的MMU，支持WindowsCE、EmbeddedLinux等支持數據Cache和指令Cache性能最高可達300MIPS2ARM9系列（續）ARM9系列微處理器主要應用無線設備機頂盒高端印表機、數字照相機和數字攝像機汽車電子ARM9系列微處理器類型ARM920TARM922TATMELARM9框圖3ARM9E系列ARM9E系列微處理器的主要特點支持DSP指令集（MAC）5級整數流水線，指令執行效率更高支持VFP9浮點處理協處理器全性能的MMU，支持WindowsCE、EmbeddedLinux等支持數據Cache和指令Cache性能最高可達300MIPS3ARM9E系列（續）ARM9系列微處理器主要應用工業控制無線設備和網路設備數字消費品、圖像處理設備、存儲設備ARM9E系列微處理器類型ARM926EJ-SARM946E-SARM966E-S、ARM968E-SARM996HS4ARM10E系列ARM10E系列微處理器的主要特點支持DSP指令集（MAC）6級整數流水線，指令執行效率更高支持VFP10浮點處理協處理器全性能的MMU，支持WindowsCE、EmbeddedLinux支持數據Cache和指令Cache性能最高可達400MIPS4ARM10E系列（續）ARM10E系列微處理器主要應用手持設備工業控制數字消費品、汽車電子圖像處理設備ARM10E系列微處理器類型ARM1020EARM1022EARM1026EJ-S5ARM11系列高性能8級流水增強的ARMv6體系結構與同等的ARM10相比較，在同樣的時鐘頻率下，性能提高了近50％時鐘頻率達到500~750MHz低功耗ARM11系列微處理器採用了兩種先進的節能方式，使其功耗極低0.6mW/MHz(0.13μm,1.2V)C5000：0.5mW/MHzARMT7DMI：0.28mW/MHzC