ARM7、ARM9和ARM11到底有什麼不同？
ARM處理器是英國Acorn有限公司設計的低功耗成本的第一款RISC微處理器。全稱為Advanced RISC Machine。ARM處理器本身是32位設計，但也配備16位指令集，一般來講比等價32位代碼節省達35%，卻能保留32位係統的所有優勢。本文主要詳解ARM7_ARM9和ARM11的區別，具體的跟隨小編一起來了解一下。
ARM7_ARM9和ARM11的區別
1、時鍾頻率的提高
雖然內核架構相同，但ARM7處理器采用3級流水線的馮·諾伊曼結構;而ARM9采用5級流水線的哈佛結構，ARM11為8級流水線哈弗結構(從arm9開始都采用了哈弗結構)。增加的流水線設計提高了時鍾頻率和並行處理能力。5級流水線能夠將每一個指令處理分配到5個時鍾周期內，在每一個時鍾周期內同時有5個指令在執行。在常用的芯片生產工藝 下，ARM7一般運行在100MHz左右，而ARM9則至少在200MHz以上.ARM11首先推出350M~500MHz時鍾頻率的內核， 目前上升到1GHz時鍾頻率。
2、指令周期的改進
指zhi令ling周zhou期qi的de改gai進jin對dui於yu處chu理li器qi性xing能neng的de提ti高gao有you很hen大da的de幫bang助zhu。性xing能neng提ti高gao的de幅fu度du依yi賴lai於yu代dai碼ma執zhi行xing時shi指zhi令ling的de重zhong疊die，這zhe實shi際ji上shang是shi程cheng序xu本ben身shen的de問wen題ti。對dui於yu采cai用yong最zui高gao級ji的de語yu言yan，一yi般ban來lai說shuo，性xing能neng的de提ti高gao在zai30%左右。
3、MMU(內存管理單元)
ARM7一般沒有MMU(內存管理單元)，(ARM720T有MMU)。
ARM9一般是有MMU的，ARM9940T隻有MPU，不是一個完整的MMU。
ARM11當然也有MMU的。
這一條很重要，MMU單元是大型操作係統必需的硬件支持，如LINUX;WINCE等。這就是說，ARM7一般隻能運行小型的實時係統如UCOS-II，eCOS等，而ARM9無此限製，一般的操作係統都可以移植。其實即使ARM720T能支持LINUX;WINCE等係統，也鮮有人用，因為以ARM7的運行速度跑這種大型操作係統，實在有點吃力。再者兩者的應用領域明顯不同，也無此必要。
下麵兩個圖：架構一幕了然。
4、在從ARM7到ARM9，ARM11的平台轉變過程中，有一件事情是非常值得慶幸的，即ARM9，ARM11能夠地向後兼容ARM7上的軟件;並且開發人員麵對的編程模型和架構基礎也保持一致。
下麵圖是一些特征比較：
ARM7_ARM9和ARM11詳解
ARM7簡介
ARM7係列包括ARM7TDMI、ARM7TDMI-S、帶有高速緩存處理器宏單元的ARM720T。該係列處理器提供Thumb 16位壓縮指令集和EmbededICE軟件調試方式，適用於更大規模的SoC設計中。ARM7TDMI基於ARM體係結構V4版本，是目前低端的ARM核。
ARM7處理器特點：
ARM7內核是0.9MIPS/MHz的三級流水線和馮·諾伊曼結構，能夠將每一個指令處理分配到3個時鍾周期內，在每一個時鍾周期內同時有3個指令在執行。
互鎖技術：
當(dang)指(zhi)令(ling)需(xu)要(yao)的(de)數(shu)據(ju)因(yin)為(wei)以(yi)前(qian)的(de)指(zhi)令(ling)沒(mei)有(you)執(zhi)行(xing)完(wan)而(er)沒(mei)有(you)準(zhun)備(bei)好(hao)就(jiu)會(hui)產(chan)生(sheng)管(guan)道(dao)自(zi)鎖(suo)互(hu)鎖(suo)。當(dang)管(guan)道(dao)互(hu)鎖(suo)發(fa)生(sheng)時(shi)，硬(ying)件(jian)會(hui)停(ting)止(zhi)這(zhe)個(ge)指(zhi)令(ling)的(de)執(zhi)行(xing)，直(zhi)到(dao)數(shu)據(ju)準(zhun)備(bei)好(hao)為(wei)止(zhi)。雖(sui)然(ran)這(zhe)種(zhong)技(ji)術(shu)會(hui)增(zeng)加(jia)代(dai)碼(ma)執(zhi)行(xing)時(shi)間(jian)，但(dan)是(shi)為(wei)初(chu)期(qi)的(de)設(she)計(ji)者(zhe)提(ti)供(gong)了(le)巨(ju)大(da)的(de)方(fang)便(bian)。編(bian)譯(yi)器(qi)以(yi)及(ji)彙(hui)編(bian)程(cheng)序(xu)員(yuan)可(ke)以(yi)通(tong)過(guo)重(zhong)新(xin)設(she)計(ji)代(dai)碼(ma)的(de)順(shun)序(xu)或(huo)者(zhe)其(qi)他(ta)方(fang)法(fa)來(lai)減(jian)少(shao)管(guan)道(dao)互(hu)鎖(suo)的(de)數(shu)量(liang)。
CPU內核：
小型、快速、低能耗、集成式RISC內核，用於移動通信。
體係擴展：
以16位係統的成本，提供32位RISC性能，特別注意的是它所需的內存容量非常小。
嵌入式ICE調試：
由於集成了類似於ICE的CPU內核調試技術，所以原型設計和係統芯片的調試得到了極大的簡化。
ARM9簡介
ARM9係列處理器是英國ARM公司設計的主流嵌入式處理器，主要包括ARM9TDMI和ARM9E-S等係列。
ARM9采用哈佛體係結構，指令和數據分屬不同的總線，可以並行處理。在流水線上，ARM7是三級流水線，ARM9是五級流水線。由於結構不同，ARM7的執行效率低於ARM9。平時所說的ARM7、ARM9實際上指的是ARM7TDMI、ARM9TDMI軟核，這種處理器軟核並不帶有MMU和cache，不能夠運行諸如linux這樣的嵌入式操作係統。而ARM公司對這種架構進行了擴展，所以有了ARM710T、ARM720T、ARM920T、ARM922T等帶有MMU和cache的處理器內核。
ARM9優勢
1)時鍾頻率的提高
雖然ARM7和ARM9內核架構相同，但ARM7處理器采用3級流水線的馮·諾伊曼結構;，而ARM9采用5級流水線的哈佛結構。增加的流水線設計提高了時鍾頻率和並行處理能力。5級流水線能夠將每一個指令處理分配到5個時鍾周期內，在每一個時鍾周期內同時有5個指令在執行。在常用的芯片生產工藝下，ARM7一般運行在100MHz左右，而ARM9則至少在200MHz以上。
2)指令周期的改進
指zhi令ling周zhou期qi的de改gai進jin對dui於yu處chu理li器qi性xing能neng的de提ti高gao有you很hen大da的de幫bang助zhu。性xing能neng提ti高gao的de幅fu度du依yi賴lai於yu代dai碼ma執zhi行xing時shi指zhi令ling的de重zhong疊die，這zhe實shi際ji上shang是shi程cheng序xu本ben身shen的de問wen題ti。對dui於yu采cai用yong最zui高gao級ji的de語yu言yan，一yi般ban來lai說shuo，性xing能neng的de提ti高gao在zai30%左右。
3)MMU(內存管理單元)
ARM7一般沒有MMU(內存管理單元)，(ARM720T有MMU)。
ARM9一般是有MMU的，ARM9940T隻有MPU ，不是一個完整的MMU。
ARM11簡介
ARM11係列微處理器是ARM公司近年推出的新一代RISC處理器，它是ARM新指令架構——ARMv6的第一代設計實現。該係列主要有ARM1136J，ARM1156T2和ARM1176JZ三個內核型號，分別針對不同應用領域。
ARM11體係結構
實shi現xian新xin一yi代dai微wei處chu理li器qi的de第di一yi步bu就jiu是shi訂ding立li一yi個ge新xin的de結jie構gou體ti係xi。這zhe裏li所suo說shuo的de結jie構gou體ti係xi隻zhi是shi對dui處chu理li器qi行xing為wei進jin行xing描miao述shu，並bing不bu包bao括kuo具ju體ti地di指zhi定ding處chu理li器qi是shi如ru何he被bei建jian造zao的de。結jie構gou體ti係xi的de定ding義yi提ti供gong了le處chu理li器qi和he外wai界jie(操作係統，應用程序和調試支持)的接口，從細節上說，處理器結構體係定義了指令集、編程模式和最近的存儲器之間的接口。最新的ARM處理器架構—ARMv6，發布於2001年10月，它建立於過去十年ARM許多成功的結構體係基礎上。同處理器的授權相似，ARM也向客戶授權它的結構體係。比如，以前Intel的XScale就是基於ARMv5TE的處理器。
ARM11處理器的內核特點
ARM11處理器是為了有效的提供高性能處理能力而設計的。在這裏需要強調的是，ARM並不是不能設計出運行在更高頻率的處理器，而是，在處理器能提供超高性能的同時，還要保證功耗、麵積的有效性。ARM11優秀的流水線設計是這些功能的重要保證。
ARM11目標應用
ARMv6架構是根據下一代的消費類電子、無線設備、網絡應用和汽車電子產品等需求而製定的。ARM11的媒體處理能力和低功耗特點，特別適用於無線和消費類電子產品;其高數據吞吐量和高性能的結合非常適合網絡處理應用;另外，也在實時性能和浮點處理等方麵ARM11可以滿足汽車電子應用的需求。可以預言，基於ARMv6體係結構的ARM11係列處理器將在上述領域發揮巨大的作用。
