1,500 - 35,000
Baht
I-Phone 内部结构
i-Phone4 部分电路
A5 SoC
A4,A5 Processor
CPU
1 GHz
Memory Controller
பைடு நூலகம்
RAM
256/512 MBytes
I/O Controller
Flash Memory
64 GBytes
Graphics
ARM公司简介

ARM(Advanced RISC machines)公司是全球领先的16/32位微处 理器IP设计供应商。1990年正式成立。
• ARM是一个CPU核。ARM公司自己并不生产或销售芯片，它采用 技术授权模式，通过出售芯片技术授权，收取授权费与技术转让 费 • 这种商业模式导致ARM公司专注于arm core 技术的设计。 • 价格合理，过去没有32位cpu研发能力的半导体公司进入这一行列。 • ARM首先在移动计算领域获得盛誉，目前基于ARM的SOC芯片在 手持产品，多媒体消费产品，中底端网络设备广泛应用。 • ARM体系性价比高，功耗低，获得了众多知名芯片厂家的支持和 授权。
ARM核与指令集
ARM处理器核心技术演进路线
1GHz 800MHz Cortex-A8 600MHz ARM11 MPCore (1~4核心) 400MHz ARMv7-Cortex 指令集 Cortex-A9 MPCore (1~4核心)
ARMv5 指令集
ARM1026EJ-S ARM926EJ-S
MIPS 体系结构
• • • • • • R2000 R3000 MIPS32 4Kc MIPS64 5Kc 龙芯 有多款机顶盒/视频SOC产品使用
X86系列
• • • • •
CPU性能价格比良好 开发简单，软件兼容性好。 软件资源丰富 开发平台简单 目前有大量工控104板，CPCI板可使用,方便二次 开发。 • intel嵌入式x86系列：186series，386ex， 486dx.I960 • AMD嵌入式x86系列:186/188em/es/cc..Elan520.. • NS系列:Geode™ GX, GXLV,GXM
2. 嵌入式处理器的分类
• • • • 嵌入式微处理器（MPU) 嵌入式微控制器（MCU) 嵌入式DSP处理器（DSP) 嵌入式片上系统（SoC)

1
嵌入式微处理器 MPU
• 装配在专用电路板上，只保留和嵌入式应用紧密 相关的功能硬件，去除冗余功能，以最低的功耗 和资源实现嵌入式应用的特殊要求； • 在工作温度、抗电磁干扰、可靠性等方面相对通 用计算机的CPU都作了各种增强； • 目前主要有ARM 、MIPS 、POWER PC、 68K等系 列；
龙芯处理器
2002年12月，龙芯2号处理 器现身。龙芯2号处理器运行频 率为500MHz，兼容MIPS指令集， 并兼容龙芯1号产品。这款芯片 将采用0.18微米制造技术，主要 由台湾的厂商负责生产，上海 厂商也会承担一部分任务。
目前龙芯2号的最高频率为300MHz，功耗仅有1-2W，成品率80 ％左右，性能超过奔腾2处理器，在SPEC CPU2000测试中取得了 300分以上的成绩，接近1GHz的奔腾3、奔腾4处理器。
部件 SRAM 部件 CPU核 ROM 部件 部件 中断 部件

3
嵌入式DSP处理器
• 对系统结构和指令进行了特殊设计，系统结构硬 件上采用了Harvard（哈佛）结构和专用的硬件乘 法器； • 指令为快速DSP指令（属RISC精简指令集） 使 其适合于对处理器运算速度要求较高的应用领域； • 代表产品：Texas Instruments 公司的TMS320系列、 Motorola 的DSP56000系列

4
片上系统SOC
• SOC: 在一个硅片上包含一个或者多个处理器、 存储器、模拟电路模块、数/模混合信号模块以 及片上可编程逻辑; • 嵌入式片上系统可以分为通用和专用两类:
– 通用系列包括Siemens公司的TriCore Motorola公司的 M-Core 某些ARM系列器件等; – 专用SoC一般专门用于某个或者某类系统中，一般不 为用户所知，如PHILIPS公司的Smart XA;

2
嵌入式微控制器MCU
• 将整个计算机系统集成到一块芯片中，如单片机； • 一般以某种微处理器内核为核心，芯片内部集成了ROM、 FLASH、RAM 、定时器、I/O、A/D、D/A等各种必要的功 能和外设； • 优点：大大减小了体积、降低了功耗和成本、提高了可 靠性； 复位 看门狗 晶振 部件 部件 部件 • 主要有：8051、P51XA、MCS-96/196/296、C166/167、 MC68300等； 定时器 I/O

5
嵌入式处理器及其体系结构
• 常见的嵌入式处理器体系结构
– 8位 – 16位 – 32/64位
• • • • • PowerPC MIPS ARM ColdFire X86
80C51 单片机 • Philips, WINBOND, ATMEL, Cypress • 80C51核心不变: 指令不变, 管脚不变,,具有高度的 相容性. • 加快执行速度: Intel 8051:2~16MHz Philips :33MHz, 40Mhz • 存储容量扩充: ATMEL: Flash Memory ISP 技术 AT89S51 PHILIPS: P87C51,P89C51-AD,WDT,PWM WINBOND: W78E516B – 64KROM Cypress: EZ-USB – 以8051为核心的USB控制芯片
智能手机处理器分类
嵌入式处理器系统结构
CPU
RAM CPU
I/O
Storage
性能
4 MIPS at 20 MHz
76,383 MIPS at 3.2 GHz
功耗
0.15 Watts
130 Watts
Ref: Microchip, Intel
价格
25 - 1,000
Baht
Ref: Microchip,
PowerPC 体系结构
• IBM
– – – – PowerPC600 PowerPC700 PowerPC900 PowerPC400
• 飞思卡尔/摩托罗拉
– MPC
• MPC8XX • MPC82XX • MPC85XX
• • • •
开发工具完备，技术支持力量强大 高端通信市场主要芯片供应商 抗干扰，军品指标 产品线完备
Ports
ARM1136J(F)-S 45nm制程 65nm制程 90nm制程
200MHz
130nm制程 2005 2006 2007 2008 2009
• 目前智能手机处理器產品走向可略分为4类。 • 第1类：本身即具3G基带处理器，朝整合式处理 器发展，如高通、ST-Ericsson、Broadcom • 第2类：原先即有独立应用处理器，再整合进基 带处理器提供整合式产品，如Marvell • 第3类：者看淡基带市场，专注发展应用处理器， 如德州仪器、Freescale • 第4类：不介入手机基带市场，仅以应用处理器 为主，如三星、NVIDIA、intel
Processing
(1024x768)
Sensor
Ports
A4 Chip
微控制器(i.e. PIC16F887)
CPU
20 MHz
Memory Controller
RAM
368 Bytes
I/O Controller
Flash Memory
8 KBytes
Graphics
Processing
Sensor