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ARM11 处理器系列

ARM11 处理器系列 Image
ARM11™ 处理器系列所提供的引擎可用于当前生产领域中的很多智能手机,还广泛用于消费类、家庭嵌入式应用程序。该处理器的功耗非常低,提供的性能范围为小面积设计中的 350 MHz 到速度优化设计中的 1 GHz(45 纳米和 65 纳米)。ARM11 处理器软件可以与以前所有 ARM 处理器兼容,并引入了用于媒体处理的 32 位 SIMD、用于提高操作系统上下文切换性能的物理标记 cache、强制实施硬件安全性的 TrustZone 以及针对实时应用的紧密耦合内存。
 


风险低且上市速度快

以低成本设计获得高性能

  • 在 2 平方毫米下,以 65 纳米达到 800MHz 至 1GHz 以上
  • 包含 ARM11 MPCore™ 的 SMP 集群中有 1 到 4 个内核
  • ARM 系统 IP物理 IP 和可用的第三方设计支持
  • 通过 AMBA® AHB-AXI 桥 fabric,简化了 ARM926/AHB 到 ARM11/AXI 的移植过程

卓越的最终用户体验

  • 在媒体、操作系统和浏览器性能方面,比 ARM926EJ-S™ 处理器有显著改进
  • 智能手机类 Web 浏览器支持及丰富的软件和工具体系
  • 可与 Mali-200 组合,共同为富 UI 提供 Open GL ES 2.0 支持

ARM11 广泛部署于众多 SoC 和 OEM 产品中。您还可以参考 ARM11 处理器公共授权使用方的完整列表


用于消费类、无线和汽车信息娱乐的应用型处理器

  • ARM1176JZ(F)-SARM11 MPCore™ 处理器
    • 设计用于消费类产品和无线产品的应用程序处理器。
    • 两种处理器都具有包含媒体处理扩展的 ARMv6 指令集架构、ARM Jazelle® 技术以及用于压缩代码的 ARM Thumb®
    • 在 ARM11 处理器系列中,只有 ARM1176JZ(F)-S 处理器具有 ARM TrustZone™ 技术。TrustZone 技术在 CPU 和平台架构内提供支持,以便构建所需的可信计算环境,从而能够保护已下载应用程序中的关键系统功能、已下载媒体的版权保护、实现安全的空中下载系统升级。
  • ARM11 MPCore 处理器具有可扩展的多核性能
    • ARM11 MPCore 可综合多处理器基于 ARM11 微架构,可以将其配置为包含一到四个处理器,以提供高达 2600 Dhrystone MIPS 的性能。

用于汽车、数据存储、图像和嵌入式控制的高性能处理器

  • ARM1156T2-S 处理器
    • 第一个融入了 ARM Thumb-2 技术的处理器,可获得更高的代码密度和指令集效率。
      • Thumb-2 技术使用的内存比纯 32 位代码少 31%,从而降低了系统成本,同时可提供优于现有 Thumb 技术 38% 的性能。
    • 这些处理器还具有针对 cache 和紧密耦合内存 (TCM) 的可选同位数据保护以及不可屏蔽中断,从而使其非常适合重点关注高可靠性或高可用性的嵌入式控制应用领域。
    • ARM1156T2-S 处理器具有增强型内存保护单元 (MPU),并为当前使用 ARM946E-S、ARM966E-S 或旧的 16 位处理器的嵌入式控制应用提供理想的升级途径。
    • 这些处理器具有 AMBA 3 AXI 规格的接口,能够以较少的总线层提供较高的系统总线带宽以及快速时序收敛。
    • 到最新 ARM Cortex-R 类处理器的软件兼容迁移路径

PPA ARM1176JZ(F)-S ARM11MPCore
工艺尺寸 TSMC65LP TSMC 65GP TSMC 40G TSMC 65LP
性能 (DMIPS) 603 965 1238 530 * 2
性能 (Coremarks) 1002 1605 2058 1775
频率 * (MHz) 482 772 990 427
总面积 (mm2) 1.75 1.94 1.17 3.26
功效 (DMIPS/mW) 3 6 12 3.9 * 2
动态功耗 (mW/MHz) ** 0.41 0.208 0.105 0.318

ARM11 处理器系列功能:

  • 强大的 ARMv6 指令集架构
  • ARM Thumb® 指令集可以减少高达 35% 的内存带宽和大小需求
  • 用于执行高效嵌入式 Java 的 ARM Jazelle® 技术
  • ARM DSP 扩展
  • SIMD(单指令多数据)媒体处理扩展可提供高达 2 倍的视频处理性能
  • 作为片上安全基础的 ARM TrustZone® 技术ARM1176JZ-S 和 ARM1176JZF-S 处理器)
  • Thumb-2 技术(仅 ARM1156(F)-S),可提高性能、能效和代码密度
  • 低功耗:
    • 0.21 mW/MHz (65G),包括 cache 控制器
    • 节能关闭模式能够处理高级工艺中的静态漏电情况
  • 高性能整数处理器
    • 8 级整数流水线可提供高时钟频率(对于 ARM1156T2(F)-S 为 9 级)
    • 单独的加载-存储和算术流水线
    • 分支预测和返回栈
  • 高性能内存系统设计
    • 支持 4-64k cache 大小
    • 针对多媒体应用领域的、带 DMA 的可选紧密耦合内存
    • 对于媒体处理和网络应用领域,高性能 64 位内存系统加快了数据存取速度
    • ARMv6 内存系统架构加快了操作系统上下文切换速度
  • 矢量中断接口和低中断延迟模式提高了中断响应速度和实时性能
  • 用于汽车/工业控制和三维图形加速的可选矢量浮点协处理器(ARM1136JF-S、ARM1176JZF-S 和 ARM1156T2F-S 处理器)
  • 所有 ARM11 系列处理器都作为符合 ARM-Synopsys 参考方法的可交付项来提供,从而显著缩短了生成内核的特定技术实现的时间,以及生成一组完整的行业标准视图和模型的时间。

Cortex 替代产品

Cortex™-A5 处理器是 ARM1176 的相关后续产品。Cortex-A5 处理器以更低的功耗和更小的芯片面积提供与 ARM11™ 处理器相似的速度,具有 ARMv7 的 NEON™、TrustZone® 优势,以及更高级的 AMBA® AXI™ 总线。现在,新的尖端 SoC 设计均以 ARM Cortex-A5 处理器为基础,但某些 SoC 设计工作仍从 ARM1176 处理器着手,其中主要考虑到成本和尽可能降低风险。

系统 IP

ARM1176 处理器通常可与其他许多 IP 块进行集成,以优化 SoC 的性能、功耗和安全性。

系统 IP 组件对于在芯片上构建复杂的系统至关重要,通过利用系统 IP 组件,开发人员可以显著缩短开发和验证周期,从而节省成本并缩短产品的上市时间。

说明 AMBA 总线 系统 IP 组件
高级 AMBA 3 互连 IP AXI NIC-301、PL301
DMA 控制器 AXI DMA-330、PL330
L2 cache 控制器 AXI L2C-310、PL310
动态内存控制器 AXI DMC-340、PL340
DDR2 动态内存控制器 AXI DMC-342
静态内存控制器 AXI SMC-35x、PL35x
TrustZone 地址空间控制器 AXI PL380
CoreSight™ Design Kit ATB CDK-11

媒体处理器
Mali™ 系列产品组合可提供完整的图形栈以满足所有嵌入式图形要求,从而使设备制造商和内容开发商能够为范围广泛的消费类设备提供最高质量的尖端图形解决方案。
Mali-200 GPU 高性能图形处理器,可提供高级 2D 和 3D 加速。支持 OpenGL ES 2.0
Mali-55 GPU 小型 GPU,支持 OpenGL ES 1.0

物理 IP
ARM® 物理 IP 平台可提供工艺上得到优化的 IP,从而能够在采用 G 工艺(65 纳米及以下)时获得高达 1 GHz 的 ARM11 处理器实现,在采用 LP 节点 65 纳米及以下工艺时获得高达 500 MHz 的处理器实现。对于与 ARM11 相关的下列节点,ARM 物理 IP 包括逻辑库、嵌入式内存、接口库和高速接口组件。
标准单元逻辑库 ARM 标准单元库适用于各种不同的架构,可支持所有类型的 SoC 设计的较宽性能范围。设计人员可以选择不同的库,并针对速度、功耗和/或面积优化其设计
内存编译器和寄存器 各种不同的经过硅验证的 SRAMRegister FileROM 内存编译器,它们适用于所有类型的 SoC 设计,包括性能关键应用以及成本敏感和低功耗应用。
接口库 为符合不断变化的系统架构和标准而设计的一系列硅验证接口 IP。通用 I/O专用 I/O、高速 DDR串行接口已经过优化,可通过较少的引脚数提供较高的数据吞吐量性能。
ARM11 的工艺节点
  • TSMC 65 纳米技术
  • GLOBALFOUNDRIES 65 纳米技术
  • TSMC 40 纳米技术

工具支持

所有 ARM 处理器均受 ARM RealView® 系列开发工具以及各种第三方工具、操作系统和 EDA 供应商的支持。ARM RealView 工具独一无二,所提供的解决方案涉及从概念到最终产品部署的整个开发过程。


 
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