ARM简介(科普文)

 

ARM简介^[1]

 

1. ARM只卖知识产权,不卖(物理的,实质的)产品。
    全世界100多家公司购买了ARM授权,包括三星,Freescale、NXP Semiconductors、STMicroelectronics、Texas Instruments ,Toshiba,Analog Device,atmel,microsemi...具体参看ARM官网
    
    经典 ARM 处理器 许可证数
        ARM11 系列 82
        ARM9 系列 271

    Cortex 处理器 许可证数
        Cortex-A 86
        Cortex-R 22
        Cortex-M 123
        
        
2. ARM processor family:
    ARM7,ARM9,ARM11,Cortex-A,Cortex-R,Cortex-M,SecurCore
    ARM 11 之後分成三类：
    Cortex - A/R/M
    Cortex - A 系列面向尖端的基于虚拟内存的操作系统和用户应用;
    Cortex - R 系列针对实时系统;
    Cortex - M 系列对微控制器。

    ARM7 系列- 面向普通应用的经典处理器
    ARM9 系列 - 基于 ARMv5 架构的常用处理器
    ARM11 系列 - 基于 ARMv6 架构的高性能处理器
    ARM 专家处理器
    SecurCore - 面向高安全性应用的处理器。
    FPGA Cores - 面向 FPGA 的处理器
    ARM Cortex 应用程序处理器
    ARM Cortex 嵌入式处理器


3. 为了清楚地表达每个ARM应用实例所使用的指令集,ARM公司定义了8种主要的ARM指令集体系结构版本,以版本号V1～V8表示.^[2]

注意ARM7和ARMV7所表达的含义不同,一个是处理器家族代号,一个是指令集代号.
 

    ARMv1：
    该版本的原型机是ARM1，没有用于商业产品。
    ARMv2:
    对V1版进行了扩展，包含了对32位结果的乘法指令和协处理器指令的支持。
    ARMv3:
    ARM公司第一个微处理器ARM6核心是版本3的，它作为IP核、独立的处理器、具有片上高速缓存、MMU和写缓冲的集成CPU。

    ARMv4:
    当前应用最广泛的ARM指令集版本。
    ARM7TDMI、ARM720T、ARM9TDMI、ARM940T、ARM920T、Intel的StrongARM等是基于ARMv4T版本。

    ARMv5:
    ARM9E-S、ARM966E-S、ARM1020E、ARM 1022E以及XScale是ARMv5TE的。
    ARM9EJ-S、ARM926EJ-S、ARM7EJ-S、ARM1026EJ-S是基于ARMv5EJ的。
    ARM10也采用。
    其中后缀意义如下：
    E：增强型DSP指令集。包括全部算法和16位乘法操作。
    J：支持新的Java。

    ARMv6:
    采用ARMv6核的处理器是ARM11系列。
    ARM1136J(F)-S基于ARMv6主要特性有SIMD、Thumb、Jazelle、DBX、(VFP)、MMU。
    ARM1156T2(F)-S基于ARMv6T2 主要特性有SIMD、Thumb-2、(VFP)、MPU。
    ARM1176JZ(F)-S基于ARMv6KZ 在 ARM1136EJ(F)-S 基础上增加MMU、TrustZone。
    ARM11 MPCore基于ARMv6K 在ARM1136EJ(F)-S基础上可以包括1-4 核SMP、MMU。

    ARMV7:
    Cortex-A15处理器、Cortex-A12处理器、Cortex-A9处理器、Cortex-A8处理器、Cortex-A7处理器、Cortex-A5处理器

    ARMV8:
    Cortex-A57处理器、Cortex-A53处理器

 
4.经典 ARM 处理器: ARM7,9,11
    ARM7是冯诺依慢结构
    ARM9、ARM11是哈佛结构，所以性能要高一点。
    ARM9和ARM11大多带内存管理器，跑操作系统好一点，ARM7适合裸奔。

    ARM7,ARM9的区别在于是否有MMU(存储器管理单元)或MPU(存储器保护单元)
    

    ARM7工控用的一般是ST公司的如STR73x STM32F系列，三星的44b0，atmel的AT91系列;
    ARM9系列一般是三星公司 S3C2440
    ARM11 一般是手机上用的。


 
5. cortex-m3和ARM11区别：
cortex-m3的架构(ARMv7)比ARM11(ARMv6)的版本高，但是性能不如ARM11.
但是cortex—m系列的芯片的应用主要在低端(就相当于一个单片机，不跑OS)，从性能上来说ARM11要比cortex-m3要好不少.

6. 51 vs arm
    51单片机寄存器比较少，指令只有111条;
    而arm芯片寄存器较多，指令集也多，要掌握它需要耐心和时间;
    所以，为了简化嵌入式软件的编程工作量，生产公司把寄存器的操作搞定，封装成函数，这就是固件函数库。
    比如意法半导体(ST.COM)的《STM32F10xxx固件函数库.pdf》。
 
7. 学习arm编程，买开发板的话一般用arm9，比如：三星S3C2440开发板，mini2440开发板
    arm11太贵(一般2k以上)，arm7不能跑操作系统。

    2410和2440都是三星公司生产的基于ARM9内核的芯，资源上相差不大，2440多了camara接口，速度要更快一些。
    上边讲的版本是指内核版本，而各个公司出的发行号又各有不同。比如三星的2440,atmel的9260. 就好比linux的内核版本号与红帽子的发行号不一样是一个道理。

8. ARM开发需要
    1,硬件(带arm芯片的开发板)，
    2,下载线或仿真器(J-Link等)及其驱动，
    3,集成开发环境
        ADS(好像用的少了)，
        MDK412-keil( arm收购)，
        IAR Embedded Workbench for arm.
 
9. 常用系列
ST系列 ，NXP系列 ， TI系列 ，ATMEL系列，Samsung 系列
先熟悉GPIO，再熟悉串口，中断，定时器，flash等，熟悉好具体的外设操作，然后是stm32里搭建uCos系统，Linux系统。


10. 趋势
不跑操作系统，价格低一点的：ARM7、cortex-M3等等。
性价比高，可跑也可不跑操作系统的：ARM9、cortex-Rx等等。
性能高的，通常要跑操作系统的：ARM10、ARM11、Cortex-A8等等。
成熟的：ARM7\ARM9\ARM11。
发展趋势：Cortex-A、Cortex-R、Cortex-M。
其实弄ARM大多还是在嵌入式领域，不过现在很多上网本也开始ARM了

 

参考:

1. ARM入门知识点整理 http://buluo.qq.com/p/detail.html?bid=14359&pid=497468-1468503399&from=dongtai

2. ARM 指令集版本和ARM版本 http://blog.sina.com.cn/s/blog_602f87700100kaa3.html