ARM7与ARM9的区别及ARM体系结构

ARM7与ARM9的区别及ARM体系结构
ARM7 与 ARM9 的区别及 ARM 体系结构
一、 ARM7 与 ARM9 的区别
新一代的 ARM9 处理器，通过全新的设计，采用了更多的晶体管，能够达到两倍以上
于 ARM7 处理器的处理能力。这种处理能力的提高是通过增加时钟频率和减少指令执行周
期实现的。

1 时钟频率的提高

ARM7 处理器采用 3 级流水线，而 ARM9 采用 5 级流水线。增加的流水线设计提高了
时钟频率和并行处理能力。5 级流水线能够将每一个指令处理分配到 5 个时钟周期内，在每
一个时钟周期内同时有 5 个指令在执行。在同样的加工工艺下，ARM9TDMI 处理器的时钟
频率是 ARM7TDMI 的 1．8～2．2 倍。

2 指令周期的改进

指令周期的改进对于处理器性能的提高有很大的帮助。性能提高的幅度依赖于代码执行
时指令的重叠，这实际上是程序本身的问题。对于采用最高级的语言，一般来说，性能的提
高在 30％左右。

2．1 loads 指令矛 n stores 指令

指令周期数的改进最明显的是 loads 指令和 stores 指令。从 ARM7 到 ARM9 这两条指令
的执行时间减少了 30％。指令周期的减少是由于 ARM7 和 ARM9 两种处理器内的两个基本
的微处理结构不同所造成的。
(1)ARM9 有独立的指令和数据存储器接口，允许处理器同时进行取指和读写数据。这
叫作改进型哈佛结构。而 ARM7 只有数据存储器接口，它同时用来取指令和数据访
问。
(2)5 级流水线引入了独立的存储器和写回流水线， 分别用来访问存储器和将结果写回寄
存器。
以上两点实现了一个周期完成 loads 指令和 stores 指令。

2．2 互锁