ARMv7的Cortex系列微处理器技术特点

　　引 言

　　随着嵌入式技术应用领域的不断扩展，对嵌入式系统的要求越来越高，而作为嵌入式系统核心的微处理器也面临日益严竣的挑战。ARM公司从成立以来，一直以知识产权(IP，Intelligence Property)提供者的身份出售知识产权，在32位RISC CPU开发领域中不断取得突破，其设计的微处理器结构已经从v3发展到现在的v7。Cortex系列处理器是基于ARMv7架构的，分为Cortcx-M、Cortex-R和Cortex-A三类。ARM系列微处理器的核心及体系结构如表l所列。

　　1 ARM Correx处理器技术特点

　　ARMv7架构是在ARMv6架构的基础上诞生的。该架构采用了Thumb-2技术，它是在ARM的Thumb代码压缩技术的基础上发展起来的，并且保持了对现存ARM解决方案的完整的代码兼容性。Thumb-2技术比纯32位代码少使用31％的内存，减小了系统开销，同时能够提供比已有的基于Thumb技术的解决方案高出38％的性能。ARMv7架构还采用丁NEON技术，将DSP和媒体处理能力提高了近4倍。并支持改良的浮点运算，满足下一代3D图形、游戏物理应用以及传统嵌入式控制应用的需求。此外，ARMv7还支持改良的运行环境，以迎合不断增加的JIT(Just In Time)和DAC(DynamicAdaptlve Compilation)技术的使用。

　　在与早期的ARM处理器软件兼容性方而，ARMv7架构在设计时充分考虑到了。ARM Cortex-M系列支持Thumb-2指令集(Thumb指令集的扩展集)，可以执行所有已存的为早期处理器编写的代码。通过一个前向的转换方式，为ARM Cortex-M系列处理器所写的用户代码可以与ARM Cortex-R系列微处理器完全兼容。ARMCortex-M系列系统代码(如实时操作系统)可以很容易地移植到基于ARMCortex-R系列的系统上。ARMCortex-A和Cortex-R系列处理器还支持ARM 32位指令集，向后完全兼容早期的ARM处理器，包括从1995年发布的ARM7TDMI处理器到2002年发布的ARMll处理器系列。图1为v5～v7架构的处理器技术比较。由于应用领域的不同，基于v7架构的Cortex处理器系列所采用的技术也不相同。