linux驱动编程(三)--ARM处理器体系架构以及发展历程

ARM处理器体系架构以及发展历程


一、CPU(中央处理器)

1.遵循冯 诺依曼结构
2.数字电路:门电路 触发器
3.有一套自己的指令系统(解释执行)
4.不断的,顺序的取指令执行
5.哈佛结构(取指令 取数据(下条指令的数据) 同时执行)

指令系统

——–相当于软硬件界面

RISC(精简指令集) vs CISC(复杂指令集)

CISC(复杂指令集)架构:
-8051 X86
RISC(精简指令集) 架构:
-ARM MIPS POWERPC

RISC(精简指令集) 特点:每条指令执行时间相同,指令长度相同
RISC便于实现流水线,进而提高性能

指令流水线

取指—>译码

1.可以使计算机的多项操作 在时间上重复运行
2.提高电路的工作频率


二、CACHE(高速缓存)

1.位于CPU和主存之间
2.提高存储器的访问速度,使存储器的速度和cpu的速度相匹配
cache:静态存储
内存 :动态存储
3.高速缓存价格昂贵:一级 二级 三级
4.性能差距在不断增大


三、MMU(内存管理单元)

即 Memory Management Unit

-虚拟地址到物理地址的转换(ioremap)
-辅助实现虚拟内存
-辅助实现多任务管理

虚拟内存
1.虚拟存储器的空间大小取决于计算机的访存能力而不是实际外存(硬盘,emmc,flash)的大小
32位 2^32 = 4G
64位 2^64 = 很大很大
2.使存储系统既具有外存的容量又有接近于主存(内存)的访问速度


四、如何评价处理器

-频率
-性能(MIPS/MHz)
-功耗
-面积(成本)

常见ARM处理器架构性能及频率

处理器 性能 频率
ARM7 0.9MIPS/MHz 20MHz-133MHz
ARM9 1.1MIPS/MHz 100MHz-233MHz
COTEX-A9 2.5MIPS/MHz 1000MHz-1600MHz

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