ARM7处理器与ARM9处理器比较

ARM7处理器与ARM9处理器比较
ARM7处理器与ARM9处理器比较

ARM9系列处理器是英国ARM公司设计的主流嵌入式处理器，主要包括ARM9TDMI和ARM9
E-S等系列。本文说明了它们与ARM7TDMI结构的不同以及性能比较。


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起着很大的作用。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。一般来说，采用最高级的语言，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