ARMv4指令集嵌入式微处理器设计

ARMv4指令集嵌入式微处理器设计*

陈明敏，易清明，石 敏

【摘 要】针对当前采用ARMv4指令集的嵌入式微处理器使用冯·诺依曼结构，数据和指令共用一条总线导致数据吞吐量降低的问题，设计了一款新架构微处理器。首先，采用哈佛结构独立的数据总线和指令总线，数据带宽提升一倍；其次，采用单周期32位乘法器，其计算速度是目前嵌入式乘法器计算速度的2倍；此外，利用资源共享，一个乘加器完成6种不同乘法和乘加指令，一个逻辑左移寄存器完成逻辑左移、逻辑右移、算术右移、循环右移4种功能。整个工程在Altera EP4CE30 FPGA芯片上进行物理验证。实验结果表明，通过改进，设计的嵌入式微处理器性能有所提升。 【期刊名称】电子技术应用 【年(卷),期】2014(040)012 【总页数】4

【关键词】嵌入式微处理器；32位乘法器；ARMv4指令集；哈佛结构 【文献来源】

https://www.zhangqiaokeyan.com/academic-journal-cn_application-electronic-

technique_thesis/0201234928454.html

0 引言

ARM微处理器具有高性能、低功耗特点，市场占有率上ARM微处理器超过了75%，其产品从最初的单核ARM7发展到现在的多核Cortex R系列，相应的指令集从最原始的ARMv1到现在的ARMv8。每一种指令集都是在前一种指令集的基础上增加若干指令用于提升性能，这样微处理器保持了良好的向下兼容特性，用于低端芯片的工程可以完美地移植到高端的芯片上，具有良好的继