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嵌入式系统

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画出ARM体系结构方框图,并说明各部分功能。

正确答案:1.ALU
ARM体系结构的ALU与常用的ALU逻辑结构基本相同,由两个操作数锁存器、加法器、逻辑功能、结果及零检测逻辑构成。ALU的最小数据通路周期包含寄存器读时间、移位器延迟、ALU延迟、寄存器写建立时间、双相时钟间非重叠时间等几部分。
2.桶形移位寄存器
ARM采用了32×32位桶形移位寄存器,左移/右移n位、环移n位和算术右移n位等都可以一次完成,可以有效的减少移位的延迟时间。在桶形移位寄存器中,所有的输入端通过交叉开关(Crossbar)与所有的输出端相连。交叉开关采用NMOS晶体管来实现。
3.高速乘法器
ARM为了提高运算速度,采用两位乘法的方法,2位乘法可根据乘数的2位来实现“加-移位”运算。ARM的高速乘法器采用32×8位的结构,完成32×2位乘法也只需5个时钟周期
4.浮点部件
在ARM体系结构中,浮点部件作为选件可根据需要选用,FPA10浮点加速器以协处理器方式与ARM相连,并通过协处理器指令的解释来执行。
浮点的Load/Store指令使用频度要达到67%,故FPA10内部也采用Load/Store结构,有8个80位浮点寄存器组,指令执行也采用流水线结构。
5.控制器
ARM的控制器采用硬接线的可编程逻辑阵列PLA,其输入端有14根、输出端有40根,分散控制Load/Store多路、乘法器、协处理器以及地址、寄存器ALU和移位器。
6.寄存器
ARM内含37个寄存器,包括31个通用32位寄存器和6个状态寄存器。
答案解析:
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