深入理解ARM体系架构（S3C6410）

深入理解ARM体系架构（S3C6410）

1. 时钟频率的提高

虽然内核架构相同，但ARM7处理器采用3级流水线的冯·诺伊曼结构;而ARM9采用5级流水线的哈佛结构,ARM11为8级流水线哈弗结构(从arm9开始都采用了哈弗结构)。增加的流水线设计提高了时钟频率和并行处理能力。5级流水线能够将每一个指令处理分配到5个时钟周期内，在每一个时钟周期内同时有5个指令在执行。在常用的芯片生产工艺 下，ARM7一般运行在100MHz左右，而ARM9则至少在200MHz以上.ARM11首先推出350M~500MHz时钟频率的内核， 目前上升到1GHz时钟频率。

2 指令周期的改进

指令周期的改进对于处理器性能的提高有很大的帮助。性能提高的幅度依赖于代码执行时指令的重叠，这实际上是程序本身的问题。对于采用最高级的语言，一般来说，性能的提高在30％左右。

3.MMU(内存管理单元）

ARM7一般没有MMU(内存管理单元），（ARM720T有MMU）。

ARM9一般是有MMU的,ARM9940T只有MPU,不是一个完整的MMU。

ARM11当然也有MMU的。

这一条很重要，MMU单元是大型操作系统必需的硬件支持，如LINUX;WINCE等。这就是说，ARM7一般只能运行小型的实时系统如UCOS-II,eCOS等，而ARM9无此限制，一般的操作系统都可以移植。其实即使ARM720T能支持LINUX;WINCE等系统，也鲜有人用，因为以ARM7的运行速度跑这种大型操作系统，实在有点吃力。再者两者的应用领域明显不同，也无此必要。

下面两个图：架构一幕了然。

4. 在从ARM7到ARM9，ARM11的平台转变过程中，有一件事情是非常值得庆幸的，即ARM9，ARM11能够地向后兼容ARM7上的软件；并且开发人员面对的编程模型和架构基础也保持一致。

下面图是一些特征比较：