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32位ARM內(nèi)核微處理器W90N740及其應(yīng)用
摘要：在對(duì)ARM體系結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，介紹了32位ARM核處理器W90N740的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和優(yōu)異性能，討論了它的應(yīng)用方法。給出了用W90N740芯片降低系統(tǒng)成本的實(shí)現(xiàn)方案。關(guān)鍵詞：ARM7TDMI；RISC；W90N740；片上系統(tǒng)；路由器
Ｗ９０Ｎ７４０是臺(tái)灣Ｗｉｎｂｏｎｄ公司開發(fā)的基于３２位ＡＲＭ核的高性能、低功耗微處理器。Ｗ９０Ｎ７４０采用ＡＲＭ７ＴＤＭＩ內(nèi)核，內(nèi)建兩個(gè)１０／１００Ｍｂ ＭＡＣｓ以太網(wǎng)絡(luò)控制器，并采用Ｗｉｎｂｏｎｄ獨(dú)家專利的網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換加速器ＮＡＴ Ａｃｃｅｌｅｒａｔｏｒ。該器件用硬件方式加速網(wǎng)絡(luò)封包的轉(zhuǎn)換，不僅減少了中央處理器的負(fù)擔(dān)，同時(shí)也大幅提高了寬頻的整體系統(tǒng)效能。而芯片方式集成的ＵＳＢ控制器則可透過(guò)ＵＳＢ界面連結(jié)各種電腦周邊設(shè)備，以增添產(chǎn)品附加值。此外，Ｗ９０Ｎ７４０內(nèi)部還集成了ＥＢＩ（ｅｘｔｅｒｎａｌ ｂｕｓ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）控制器、系統(tǒng)管理器、ＧＤＭＡ控制器等。因而在許多應(yīng)用領(lǐng)域，用該器件設(shè)計(jì)的系統(tǒng)成本比目前同類產(chǎn)品要低。加上ＡＲＭ公司開發(fā)環(huán)境支持匯編語(yǔ)言、Ｃ和Ｃ＋＋，其軟件開發(fā)也十分方便。因此，Ｗ９０Ｎ７４０雖不是主流產(chǎn)品，但也是許多網(wǎng)絡(luò)電子產(chǎn)品的選擇方案之一。
１�。粒遥腕w系結(jié)構(gòu)
１．１ ＡＲＭ體系的指令集
ＡＲＭ體系具有ＡＲＭ和Ｔｈｕｍｂ兩種指令集。當(dāng)處理器工作在ＡＲＭ狀態(tài)時(shí)，執(zhí)行ＡＲＭ指令集；而當(dāng)其工作在Ｔｈｕｍｂ狀態(tài)時(shí)，則執(zhí)行Ｔｈｕｍｂ指令集。
所有ＡＲＭ指令都是３２位長(zhǎng)度。指令以字對(duì)準(zhǔn)方式保存，這樣，ＡＲＭ狀態(tài)指令地址的最低２位總是零。實(shí)際上，一些指令通常使用最低有效位來(lái)判定代碼是轉(zhuǎn)向Ｔｈｕｍｂ代碼還是ＡＲＭ代碼。
ＡＲＭ指令集主要包括存儲(chǔ)器訪問指令、數(shù)據(jù)移動(dòng)指令、數(shù)據(jù)處理指令、分支指令、協(xié)處理器指令、狀態(tài)寄存器轉(zhuǎn)移指令和異常處理指令等。
所有Ｔｈｕｍｂ指令都是１６位長(zhǎng)度，這些指令可在存儲(chǔ)器中以半字對(duì)準(zhǔn)方式保存。因而，指令的最低有效位在Ｔｈｕｍｂ狀態(tài)下總為零。實(shí)際上，Ｔｈｕｍｂ指令集是３２位ＡＲＭ指令集的功能子集。
１．２ ＡＲＭ體系的編程模型
（１）ＡＲＭ支持的數(shù)據(jù)類型
ＡＲＭ處理器支持下列數(shù)據(jù)類型：Ｂｙｔｅ(字節(jié))，８位；Ｈａｌｆｗｏｒｄ(半字)，１６位；Ｗｏｒｄ(字，必須與４字節(jié)邊界對(duì)齊)，３２位。
（２）ＡＲＭ處理器模式
ＡＲＭ體系結(jié)構(gòu)支持７種處理器模式：用戶模式(Ｕｓｅｒ)、 快速中斷請(qǐng)求(ＦＩＱ，Ｆａｓｔ Ｉｎｔｅｒｒｕｐｔ ｒｅｑｕｅｓｔ)、中斷請(qǐng)求(ＩＲＱ，Ｉｎｔｅｒｒｕｐｔ ＲｅＱｕｅｓｔ)、
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