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[处理器、单片机]ARM

1、ARM简介:

ARM是Advanced RISC Machines的缩写。1985年4月26日,第一个ARM原型在英国剑桥的Acorn计算机有限公司诞生,由美国加州San Jose VLSI技术公司制造。20世纪80年代后期,arm产品用于台式机。1990年Acorn改换成Advanced RISC Machines Limited公司(后简称为arm limited)。20世纪90年代,arm32位嵌入式RISC处理器扩展到世界范围,占据了低功耗、低成本和高性能的嵌入式系统应用领域的领先地位。

2、ARM处理器架构:[引自官网]

ARM 架构是构建每个 ARM 处理器的基础。随着时间的推移,ARM 架构也在不断地进化发展,加入新的架构特性以满足不断增长的新功能、高性能需求以及新兴市场的需要。有关最新公布版本的信息,请参阅 ARMv8 架构

ARM 架构支持跨跃多个性能点的实现,并已在许多细分市场中成为主导的架构。ARM 架构支持非常广泛的性能点,因而可以利用最新的微架构技术获得极小的 ARM 处理器实现和极有效的高级设计实现。实现规模、性能和低功耗是 ARM 架构的关键特性。

ARM 已经开发了架构扩展,从而为 Java 加速 (Jazelle®)、安全性 (TrustZone®)、SIMD 和高级 SIMD (NEON™) 技术提供支持。ARMv8-A 架构增加了密码扩展作为可选功能。

ARM 架构与精简指令集计算 (RISC) 架构类似,因为它包含以下典型 RISC 架构特征:

  • 统一寄存器文件加载/存储架构,其中的数据处理操作只针对寄存器内容,并不直接针对内存内容。
  • 简单寻址模式,所有加载/存储地址只通过寄存器内容和指令字段确定。

对基本 RISC 架构的增强使 ARM 处理器可以实现较高性能、较小代码大小、较低功耗和较小硅面积的良好平衡。

【注】从以上论断可以看出,CPU的架构也就是它的指令架构。ARM的架构是基本RISC架构的增强型架构。

                              

图1:arm架构或指令集版本的进化

从上图可以看出arm64是从armv8才出现的。具体的arm架构版本和相应的内核(core)设计如下表所示:

ArchitectureBit
width
Cores designed by ARM HoldingsCores designed by third partiesCortex profileReferences
ARMv1
32/26
ARM1      
ARMv2
32/26
ARM2, ARM3 Amber, STORM Open Soft Core[27]    
ARMv3
32/26
ARM6, ARM7      
ARMv4
32/26
ARM8 StrongARM, FA526    
ARMv4T
32
ARM7TDMI, ARM9TDMI      
ARMv5
32
ARM7EJ, ARM9E, ARM10E XScale, FA626TE, Feroceon, PJ1/Mohawk    
ARMv6
32
ARM11      
ARMv6-M
32
ARM Cortex-M0, ARM Cortex-M0+, ARM Cortex-M1   Microcontroller  
ARMv7-M
32
ARM Cortex-M3  
Microcontroller
 
ARMv7E-M
32
ARM Cortex-M4, ARM Cortex-M7  
Microcontroller
 
ARMv7-R
32
ARM Cortex-R4, ARM Cortex-R5, ARM Cortex-R7  
Real-time
 
ARMv7-A
32
ARM Cortex-A5, ARM Cortex-A7, ARM Cortex-A8, ARM Cortex-A9, ARM Cortex-A12, ARM Cortex-A15, ARM Cortex-A17 Krait, Scorpion, PJ4/Sheeva, Apple A6/A6X
Application
 
ARMv8-A
64/32
ARM Cortex-A53, ARM Cortex-A57,[28] ARM Cortex-A72[29] X-Gene, Nvidia Project Denver, AMD K12,
Apple A7/A8/A8X, Cavium Thunder X [30][31][32]
Application
[33][34]
ARMv8.1-A
64/32
No announcements yet  
Application
 
ARMv8-R
32
No announcements yet  
Real-time
[35][36]

表1:arm 内核(core)表

 

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