第第 22 章 章 多核多核 ARMARM 体系结体系结构构目 录目 录2.1 2.1 微处理器的体系结构基础微处理器的体系结构基础2.2 ARM 2.2 ARM 处理器体系结构处理器体系结构2.3 Cortex-A9 2.3 Cortex-A9 处理器体系结构处理器体系结构2.1 2.1 微处理器的体系结构基础微处理器的体系结构基础一、经典一、经典 ARM ARM 处理器体系结构处理器体系结构1.1 硬件基础1 、冯 · 诺依曼体系结构模型指令寄存器控制器数据通道输入输出中央处理器存储器程序指令 0指令 1指令 2指令 3指令 4数据数据 0数据 1数据 2冯冯 ·· 诺依曼体系的特点诺依曼体系的特点1 ）数据与指令都存储在存储器中2 ）被大多数计算机所采用3 ） ARM7—— 冯诺依曼体系2 、哈佛体系结构指令寄存器控制器数据通道输入输出中央处理器程序存储器指令 0指令 1指令 2数据存储器数据 0数据 1数据 2地址指令地址数据哈佛体系结构的特点1 ）程序存储器与数据存储器分开2 ）提供了较大的数存储器带宽3 ）适合于数字信号处理4 ）大多数 DSP 都是哈佛结构5 ） ARM9 是哈佛结构3 、 CISC ：复杂指令集（ Complex Instruction Set Computer ）具有大量的指令和寻址方式8/2 原则： 80% 的程序只使用 20% 的指令大多数程序只使用少量的指令就能够运行。4 、 RISC ：精简指令集（ Reduced Instruction Set Computer)在通道中只包含最有用的指令确保数据通道快速执行每一条指令使 CPU 硬件结构设计变得更为简单为增加处理器指令流的速度， ARM7 系列使用 3 级流水线 . 允许多个操作同时处理，而非顺序执行。DecodeFetchExecute从存储器中读取指令解码指令中用到的寄存器寄存器读（从寄存器 Bank ）移位及 ALU 操作寄存器写（到寄存器 Bank ）PCPCPC - 4 PC-2PC - 8 PC - 4ARMThumbPC 指向正被取指的指令，而非正在执行的指令55 、流水线技术：、流水线技术： 几个指令可以并行执行几个指令可以并行执行 提高了提高了 CPUCPU 的运行的运行效率效率 内部信息流要求通内部信息流要求通畅流动 畅流动 6 、超标量执行 超标量（ superscalar ） CPU 采用多条流水线结构。超标量 CPU 架构是指在一颗处理器内核中实行了指令级并行的一类并行运算，如图 2-4 所示。这种技术能够在相同的 CPU 主频下实现更高的 CPU 吞吐率（ throughput ）。执行 1预取指令 CACHE译码 ...
