Cortex-A 系列處理器A5處理器

ARM Cortex?-A5 處理器是能效最高、成本最低的處理器，能夠向最廣泛的設(shè)備提供 Internet 訪問:從入門級智能手機、低成本手機和智能移動終端到普遍采用的嵌入式、消費類和工業(yè)設(shè)備。

Cortex-A5 處理器可為現(xiàn)有 ARM926EJ-S? 和 ARM1176JZ-S? 處理器設(shè)計提供很有價值的遷移途徑。它可以獲得比 ARM1176JZ-S 更好的性能，比 ARM926EJ-S 更好的功效和能效以及 100% 的 Cortex-A 兼容性。

這些處理器向特別注重功耗和成本的應(yīng)用程序提供高端功能，其中包括:

多重處理功能，可以獲得可伸縮、高能效性能

用于媒體和信號處理的可選浮點或 NEON? 單元

與 Cortex-A8、Cortex-A9 和經(jīng)典 ARM 處理器的完全應(yīng)用兼容性

高性能內(nèi)存系統(tǒng)，包括高速緩存和內(nèi)存管理單元

ARM公司的Cortex-A系列處理器適用于具有高計算要求、運行豐富操作系統(tǒng)以及提供交互媒體和圖形體驗的應(yīng)用領(lǐng)域。從最新技術(shù)的移動Internet必備設(shè)備(如手機和超便攜的上網(wǎng)本或智能本)到汽車信息娛樂系統(tǒng)和下一代數(shù)字電視系統(tǒng)。也可以用于其他移動便攜式設(shè)備，還可以用于數(shù)字電視、機頂盒、企業(yè)網(wǎng)絡(luò)、打印機和服務(wù)器解決方案。這一系列的處理器具有高效低耗等特點，比較適合配置于各種移動平臺。

雖然Cortex-A處理器正朝著提供完全的Internet體驗的方向發(fā)展，但其應(yīng)用也很廣泛，包括:

32位RISCCPU開發(fā)領(lǐng)域中不斷取得突破，其設(shè)計的微處理器結(jié)構(gòu)已經(jīng)從v3發(fā)展到現(xiàn)在的v7。Cortex系列處理器是基于ARMv7架構(gòu)的，分為Cortcx-M、Cortex-R和Cortex-A三類。ARMCortex-A和Cortex-R系列處理器還支持ARM32位指令集，向后完全兼容早期的ARM處理器，包括從1995年發(fā)布的ARM7TDMI處理器到2002年發(fā)布的ARMll處理器系列。由于應(yīng)用領(lǐng)域的不同，基于v7架構(gòu)的Cortex處理器系列所采用的技術(shù)也不相同。基于v7A的稱為"Cortex-A系列。高性能的Cortex-A15、可伸縮的Cortex-A9、經(jīng)過市場驗證的Cortex-A8處理器以及高效的Cortex-A7和Cortex-A5處理器均共享同一體系結(jié)構(gòu)，因此具有完整的應(yīng)用兼容性，支持傳統(tǒng)的ARM、Thumb指令集和新增的高性能緊湊型Thumb-2指令集。

Cortex-A15和Cortex-A7都支持ARMv7A體系結(jié)構(gòu)的擴展，從而為大型物理地址訪問和硬件虛擬化以及啟用big.LITTLE處理的AMBA4ACE一致性提供支持。

ARM Cortex?-A7 MPCore? 處理器是 ARM 迄今為止開發(fā)的最有效的應(yīng)用處理器，它顯著擴展了 ARM 在未來入門級智能手機、平板電腦以及其他高級移動設(shè)備方面的低功耗領(lǐng)先地位。

Cortex-A7 處理器的體系結(jié)構(gòu)和功能集與 Cortex-A15 處理器完全相同，不同這處在于，Cortex-A7 處理器的微體系結(jié)構(gòu)側(cè)重于提供最佳能效，因此這兩種處理器可在 big.LITTLE 配置中協(xié)同工作，軟件可以在高能效 Cortex-A7 處理器上運行 也可以在需要時在高性能 Cortex-A15 處理器上運行 無需重新編譯,從而提供高性能與超低功耗的終極組合。

作為獨立處理器，單個 Cortex-A7 處理器的能源效率是 ARM Cortex-A8 處理器(支持如今的許多最流行智能手機)的 5 倍，性能提升 50%，而尺寸僅為后者的五分之一。

Cortex-A7 可以使 2013-2014 年期間低于 100 美元價格點的入門級智能手機與 2010 年 500 美元的高端智能手機相媲美。這些入門級智能手機在發(fā)展中世界將重新定義連接和 Internet 使用。

該處理器與其他 Cortex-A 系列處理器完全兼容并整合了高性能 Cortex-A15 處理器的所有功能，包括虛擬化、大物理地址擴展 (LPAE) NEON 高級 SIMD 和 AMBA 4 ACE 一致性。

最佳的功效和占用空間，可作為獨立的應(yīng)用處理器 性能高于 2011 年主流智能手機 CPU 性能提升高達 20% 而功耗降低 60%AMBA 4 ACE 一致性接口支持大小 CPU 群集之間 20us 以下的上下文遷移

ARMCortex-A8處理器是一款適用于復雜操作系統(tǒng)及用戶應(yīng)用的應(yīng)用處理器，其結(jié)構(gòu)如圖所示。支持智能能源管理(IEM，IntelligentEnergyManger)技術(shù)的ARMArtisan庫以及先進的泄漏控制技術(shù)，使得Cortex-A8處理器實現(xiàn)了非凡的速度和功耗效率在65nm上藝下，ARMcortex-A8處理器的功耗不到300mW，能夠提供高性能和低功耗它第一次為低費用、高容量的產(chǎn)品帶來了臺式機級別的性能

A8處理其結(jié)構(gòu)

Cortex-A8處理器是第一款基于下一代ARMv7架構(gòu)的應(yīng)用處理器，使用了能夠帶來更高性能、更低功耗和更高代碼密度的Thumb-2技術(shù)它首次采用了強大的NEON信號處理擴展集，為H.264和MP3等媒體編解碼提供加速

Cortex-A8的解決方案還包括Jazelle-RCTJava加速技術(shù)，對實時(JIT)和動態(tài)調(diào)整編譯(DAC)提供最優(yōu)化，同時減少內(nèi)存占用空間高達3倍該處理器配置了先進的超標量體系結(jié)構(gòu)流水線，能夠同時執(zhí)行多條指令，并且提供超過2.0DMIPS/MHz的性能處理器集成了一個可調(diào)尺寸的二級高速緩沖存儲器，能夠同高速的16KB或者32KB一級高速緩沖存儲器一起工作，從而達到最快的讀取速度和最大的吞吐量新處理器還配置了用于安全交易和數(shù)字版權(quán)管理的TrustZone技術(shù)，以及實現(xiàn)低功耗管理的IEM功能

Cortex-A8處理器使用了先進的分支預(yù)測技術(shù)，并且具有專用的NEON整型和浮點型流水線進行媒體和信號處理在使用小于4mm2的硅片及低功耗的65nm工藝的情況下，Cortex-A8處理器的運行頻率將高于600MHz(不包括NEON追蹤技術(shù)和二級高速緩沖存儲器)在高性能的90nm和65nm工藝下，Cortex-A8處理器運行頻率最高可達1GHz，能夠滿足高性能消費產(chǎn)品設(shè)計的需要。

ARM Cortex?-A9 處理器提供了史無前例的高性能和高能效，從而使其成為需要在低功耗或散熱受限的成本敏感型設(shè)備中提供高性能的設(shè)計的理想解決方案。 它既可用作單核處理器，也可用作可配置的多核處理器，同時可提供可合成或硬宏實現(xiàn)。該處理器適用于各種應(yīng)用領(lǐng)域，從而能夠?qū)Χ鄠€市場進行穩(wěn)定的軟件投資。

與高性能計算平臺消耗的功率相比，ARM Cortex-A9 處理器可提供功率更低的卓越功能，其中包括:

無與倫比的性能，2GHz 標準操作可提供 TSMC 40G 硬宏實現(xiàn)

以低功耗為目標的單核實現(xiàn)，面向成本敏感型設(shè)備

利用高級 MPCore 技術(shù)，最多可擴展為 4 個一致的內(nèi)核

可選 NEON? 媒體和/或浮點處理引擎

ARM Cortex?-A15 MPCore? 處理器是業(yè)界迄今為止性能最高且可授予許可的處理器。它提供前所未有的處理功能，與低功耗特性相結(jié)合，在各種市場上成就了卓越的產(chǎn)品，包括智能手機、平板電腦、移動計算、高端數(shù)字家電、服務(wù)器和無線基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。Cortex-A15 MPCore 處理器提供了性能、功能和能效的獨特組合，進一步加強了 ARM 在這些高價值和高容量應(yīng)用細分市場中的領(lǐng)導地位。

ARM Cortex?-A15 MPCore? 處理器提供前所未有的處理功能，與低功耗特性相結(jié)合，在 ARM 的各種新市場和現(xiàn)有市場上成就了卓越的產(chǎn)品，這些市場包括移動計算、高端數(shù)字家電、服務(wù)器和無線基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。

Cortex-A15 MPCore 處理器是 Cortex-A 系列處理器的最新成員，確保在應(yīng)用方面與所有其他獲得高度贊譽的 Cortex-A 處理器完全兼容。這樣，就可以立即訪問已得到認可的開發(fā)平臺和軟件體系，包括 Android?、Adobe® Flash® Player、Java Platform Standard Edition (Java SE)、JavaFX、Linux、Microsoft Windows Embedded、Symbian 和 Ubuntu 以及 700 多個 ARM Connected Community? 成員，這些成員提供應(yīng)用軟件、硬件和軟件開發(fā)工具、中間件以及 SoC 設(shè)計服務(wù)。

Cortex-A15 MPCore 處理器具有無序超標量管道，帶有緊密耦合的低延遲 2 級高速緩存，該高速緩存的大小最高可達 4MB。浮點和 NEON? 媒體性能方面的其他改進使設(shè)備能夠為消費者提供下一代用戶體驗，并為 Web 基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)應(yīng)用提供高性能計算。

預(yù)計 Cortex-A15 MPCore 處理器的移動配置所能提供的性能是當前的高級智能手機性能的五倍還多。在高級基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)應(yīng)用中，Cortex-A15 的運行速度最高可達 2.5GHz，這將支持在不斷降低功耗、散熱和成本預(yù)算方面實現(xiàn)高度可伸縮的解決方案。

cortex-a57是ARM針對2013年、2014年和2015年設(shè)計起點的CPU產(chǎn)品系列的旗艦級CPU，它采用armv8-a架構(gòu)，提供64位功能，而且通過Aarch32執(zhí)行狀態(tài)，保持與ARMv7架構(gòu)的完全后向兼容性。在高于4GB的內(nèi)存廣泛使用之前，64位并不是移動系統(tǒng)真正必需的，即便到那時也可以使用擴展物理尋址技術(shù)來解決，但盡早推出64位，可以實現(xiàn)更長、更順暢的軟件遷移，讓高性能應(yīng)用程序能夠充分利用更大虛擬地址范圍來運行內(nèi)容創(chuàng)建應(yīng)用程序，例如視頻編輯、照片編輯和增強現(xiàn)實。新架構(gòu)可以運行64位操作系統(tǒng)，并在操作系統(tǒng)上無縫混合運行32位和64位應(yīng)用程序。ARMv8架構(gòu)可以實現(xiàn)狀態(tài)之間的輕松轉(zhuǎn)換。

除了ARMv8的架構(gòu)優(yōu)勢之外，Cortex-A57還提高了單個時鐘周期性能，比高性能的Cortex-A15CPU高出了20%至40%。它還改進了二級高速緩存的的設(shè)計以及內(nèi)存系統(tǒng)的其他組件，極大的提高了能效。Cortex-A57將為移動系統(tǒng)提供前所未有的高能效性能水平，而借助big.LITTLE，SoC能以很低的平均功耗做到這一點。

Cortex-A72是ARM性能最出色的處理器，專為在ARM低功耗架構(gòu)下要求高效能的各種設(shè)備所設(shè)計。

其目標應(yīng)用市場包括:

高端智能手機

大屏幕的移動設(shè)備

企業(yè)網(wǎng)路設(shè)備

服務(wù)器

無線基臺

數(shù)字電視

《ADI Blackfin系列DSP處理器實驗指導書》是基于Blackfin處理器的全系列實驗指導教材。主要內(nèi)容包括DSP處理器芯片概述、實驗硬件平臺ADSP-BF533 EZ-KIT Lite的使用、USB-LAN擴展板的使用、EBF-533數(shù)字音/視頻實驗開發(fā)系統(tǒng)的使用、軟件開發(fā)工具VisualDSP++4.0的介紹和應(yīng)用、JTAG仿真器的使用、內(nèi)核基本運算、BF533處理器尋址方式及數(shù)據(jù)處理指令實驗、嵌入式開發(fā)基礎(chǔ)、接口與外設(shè)、基4-FFT算法在ADSP-BF533上的實現(xiàn)、快速傅里葉逆變換(IFFT)算法的實現(xiàn)、有限沖激響應(yīng)FIR數(shù)字濾波器、IIR濾波器實現(xiàn)、DCT算法實現(xiàn)、程序優(yōu)化和操作系統(tǒng)等。希望讀者通過Blackfin處理器的全系列的實驗，進一步加深對Blackfin處理器的理解，以提高應(yīng)用Blackfin處理器進行項目研究和開發(fā)的能力。

第1章 嵌入式系統(tǒng)概述

1.1 嵌入式系統(tǒng)

1.1.1 嵌入式系統(tǒng)的定義

1.1.2 嵌入式系統(tǒng)的特點

1.1.3 嵌入式實時操作系統(tǒng)概述

1.2 嵌入式處理器

1.2.1 嵌入式處理器的分類

1.2.2 ARM微處理器

1.2.3 Cortex-M0處理器

習題1

第2章 LPC1100系列處理器的硬件結(jié)構(gòu)

2.1 LPC1100系列處理器的簡介

2.1.1 LPC1100系列處理器的特點

2.1.2 LPC1110系列處理器基本結(jié)構(gòu)

2.1.3 引腳描述

2.2 總線結(jié)構(gòu)

2.3 存儲器管理

2.3.1 LPC1100系列處理器存儲器地址映射

2.3.2 異常向量表及其重映射

2.3.3 Boot ROM

2.4 寄存器組織

2.4.1 通用寄存器

2.4.2 特殊功能寄存器

2.5 系統(tǒng)配置

2.5.1 時鐘與PLL配置

2.5.2 外圍電路復位配置

2.6 電源管理

2.6.1 系統(tǒng)工作模式

2.6.2 電源管理單元及其他相關(guān)寄存器

2.6.3 節(jié)電工作模式的配置

2.7 串行線調(diào)試(SWD)

2.7.1 串行線調(diào)試概述

2.7.2 串行線調(diào)試的連接

2.8 LPC1100最小系統(tǒng)

2.8.1 電源系統(tǒng)

2.8.2 復位系統(tǒng)

2.8.3 調(diào)試接口和ISP

2.8.4 時鐘系統(tǒng)

習題2

第3章 Cortex-M0指令系統(tǒng)

3.1 Cortex-M0指令概述

3.2 Cortex-M0尋址方式

3.2.1 立即尋址

3.2.2 寄存器尋址

3.2.3 寄存器間接尋址

3.2.4 基址加變址尋址

3.2.5 多寄存器尋址

3.2.6 寄存器移位尋址

3.2.7 相對尋址

3.2.8 堆棧尋址

3.3 Cortex-M0常用指令集

3.3.1 存儲器訪問指令

3.3.2 通用數(shù)據(jù)處理指令

3.3.3 跳轉(zhuǎn)與控制指令

3.3.4 綜合指令

3.4 匯編應(yīng)用程序舉例

3.4.1 分支程序

3.4.2 循環(huán)程序

3.4.3 子程序調(diào)用

3.4.4 查表法

3.4.5 匯編語言與C/C++的混合編程

習題3

第4章 IAR集成開發(fā)環(huán)境應(yīng)用

4.1 IAR EWARM集成開發(fā)環(huán)境與仿真工具

4.1.1 IAR EWARM軟件的特點

4.1.2 仿真工具的介紹

4.2 基于LINPO-PS-LPC11xx實驗環(huán)境的搭建

4.2.1 LINPO-PS-LPC11xx實驗平臺概述

4.2.2 J-Link仿真器的物理連接與驅(qū)動安裝

4.3 工程的創(chuàng)建、編譯與連接

4.3.1 在IAR EWARM生成項目

4.3.2 在IAR EWARM編譯項目

4.3.3 在IAR EWARM連接項目

4.4 IAR C-SPY調(diào)試器

4.4.1 C-SPY調(diào)試器的啟動

4.4.2 窗口介紹

4.4.3 斷點的設(shè)置

4.4.4 其他功能

4.5 C語言與匯編語言混合編程模式

習題4

第5章 LPC1100系列處理器中斷控制系統(tǒng)

5.1 NVIC概述

5.2 中斷控制過程

5.2.1 異常類型及中斷向量表

5.2.2 中斷輸入及掛起行為

5.2.3 中斷優(yōu)先級

5.2.4 中斷響應(yīng)及返回過程

5.3 中斷源及NVIC相關(guān)寄存器

5.3.1 中斷源

5.3.2 NVIC相關(guān)寄存器

5.4 Cortex微控制器軟件接口標準(CMSIS)中的NVIC編程

習題5

第6章 LPC1100系列處理器I/O口配置及其應(yīng)用

6.1 I/O口的配置

6.1.1 I/O口的引腳模式

6.1.2 I/O口的配置

6.1.3 I/O配置示例

6.2 GPIO口結(jié)構(gòu)及功能

6.2.1 GPIO口的結(jié)構(gòu)特點

6.2.2 GPIO口的配置

6.2.3 GPIO應(yīng)用示例

習題6

第7章 LPC1100系列處理器定時/計數(shù)器及其應(yīng)用

7.1 定時/計數(shù)器

7.1.1 定時/計數(shù)器概述

7.1.2 定時/計數(shù)器的配置

7.1.3 定時/計數(shù)器應(yīng)用示例

7.2 系統(tǒng)節(jié)拍定時器

7.2.1 系統(tǒng)節(jié)拍定時器概述

7.2.2 系統(tǒng)節(jié)拍定時器的配置

7.2.3 系統(tǒng)節(jié)拍定時器應(yīng)用示例

7.3 看門狗定時器

7.3.1 看門狗定時器概述

7.3.2 看門狗定時器的配置

7.3.3 看門狗定時器應(yīng)用示例

習題7

第8章 LPC1100系列處理器串行總線通信及其應(yīng)用

8.1 UART串口通信

8.1.1 UART概述

8.1.2 UART接口電路

8.1.3 UART功能寄存器

8.1.4 UART接口配置

8.1.5 接口函數(shù)

8.2 SPI接口

8.2.1 概述

8.2.2 SPI接口電路

8.2.3 SPI功能寄存器

8.2.4 SPI接口配置

8.2.5 接口函數(shù)

8.3 I2C總線

8.3.1 I2C概述

8.3.2 I2C接口電路

8.3.3 I2C功能寄存器

8.3.4 I2C接口配置

8.3.5 接口函數(shù)

8.4 CAN總線

8.4.1 CAN概述

8.4.2 CAN接口電路

8.4.3 CAN功能寄存器描述

8.4.4 CAN接口配置

8.4.5 接口函數(shù)

習題8

第9章 LPC1100系列處理器A/D轉(zhuǎn)換器及其應(yīng)用

9.1 概述

9.1.1 A/D轉(zhuǎn)換器的分類

9.1.2 A/D轉(zhuǎn)換器的主要性能指標

9.1.3 LPC1100系列處理器A/D轉(zhuǎn)換器特性

9.2 A/D轉(zhuǎn)換器接口電路

9.3 A/D轉(zhuǎn)換器功能寄存器描述

9.3.1 寄存器總匯

9.3.2 寄存器描述

9.4 A/D轉(zhuǎn)換器配置

9.4.1 A/D時鐘配置

9.4.2 A/D中斷配置

9.5 應(yīng)用例程

9.5.1 A/D初始化

9.5.2 A/D數(shù)據(jù)采集

9.5.3 A/D中斷服務(wù)程序

9.5.4 A/D轉(zhuǎn)換主函數(shù)

習題9

第10章 LPC1100系列處理器應(yīng)用開發(fā)實踐

10.1 SPI Flash存儲器的讀寫

10.1.1 W25X系列Flash存儲器簡介

10.1.2 W25X系列Flash存儲器功能描述

10.1.3 W25X系列Flash存儲器的應(yīng)用

10.2 波形發(fā)生器的設(shè)計

10.2.1 程序流程

10.2.2 波形發(fā)生器的實現(xiàn)

10.3 矩陣鍵盤與顯示

10.3.1 矩陣鍵盤掃描

10.3.2 按鍵掃描

10.3.3 鍵盤工作方式

10.4 溫度采集

10.4.1 LM75A的功能介紹

10.4.2 LM75A的工作模式

10.4.3 LM75A應(yīng)用

習題10

附錄A LPC1100系列芯片各封裝引腳圖

附錄B Cortex-M0指令系統(tǒng)

附錄C LPC1100微處理器匯編啟動代碼

附錄D LINPO-PS-LPC11xx實驗平臺電路圖

參考文獻

第1章 ARM系列微處理器簡介

1.1 什么是ARM

1.2 ARM體系結(jié)構(gòu)的命名規(guī)則

1.3 初識ARM系列處理器

1.4 ARM系列處理器的應(yīng)用領(lǐng)域

1.5 ARM芯片的特點與選型

1.6 ARM開發(fā)工具

第2章 ARM體系結(jié)構(gòu)

2.1 ARM體系結(jié)構(gòu)的特點

2.2 流水線

2.3 ARM存儲器

2.4 I/O管理

2.5 ARM開發(fā)調(diào)試方法

第3章 ARM微處理器的編程模型

3.1 數(shù)據(jù)類型

3.2 處理器工作模式

3.3 ARM寄存器組織

3.4 異常中斷處理

第4章 ARM指令尋址方式

4.1 數(shù)據(jù)處理指令的尋址方式

4.2 內(nèi)存訪問指令尋址

第5章 數(shù)據(jù)傳送指令

5.1 MOV指令

5.2 MVN指令

5.3 單寄存器的Load/Store指令

5.4 多寄存器Load/Store內(nèi)存訪問指令

5.5 單數(shù)據(jù)交換指令

5.6 程序狀態(tài)寄存器指令

第6章 數(shù)據(jù)處理指令

第7章 乘法指令

第8章 跳轉(zhuǎn)指令

第9章 協(xié)處理器及其他指令

第10章 ARM匯編程序設(shè)計

第11章 Tumb指令集

第12章 混合使用C、C++和匯編語言

第13章 嵌入式軟件開發(fā)

第14章 高效的C編程

第15章 ARM存儲器

第16章 ARM體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展

附錄A ARM體系結(jié)構(gòu)過程調(diào)用標準(AAPCS)

附錄B ARM指令速查(按字母順序)

附錄C Thumb指令速查(按字母順序)

附錄D ARM匯編偽操作速查手冊(按字母順序)

附錄E 向量浮點編程

參考文獻