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ARM處理器

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ARM(Advanced RISC Machines)一個32位元精簡指令集(RISC)處理器架構,ARM處理器廣泛地使用在許多嵌入式系統設計。ARM處理器的特點有指令長度固定,執行效率高,低成本等。
中文名
ARM處理器
性    質
一個32位元精簡指令集
使    用
嵌入式系統設計
時    間
2012年10月26日

ARM處理器處理器介紹

ARM處理器是一個32位元精簡指令集
微軟在2012年10月26日發佈的Windows 8操作系統也支持ARM系列處理器。
在同一天發佈的ARM架構版本微軟Surface(搭載Windows RT操作系統)中,微軟已經採用了ARM處理器,這款產品或許意味着Windows平板電腦已經成為現實。 [1] 

ARM處理器特點

1、體積小、低功耗、低成本、高性能;
2、支持Thumb(16位)/ARM(32位)雙指令集,能很好的兼容8位/16位器件;
3、大量使用寄存器,指令執行速度更快;
4、大多數數據操作都在寄存器中完成;
5、尋址方式靈活簡單,執行效率高;
6、指令長度固定。

ARM處理器系列

ARM7系列  ARM9系列  ARM9E系列  ARM10E系列
SecurCore系列  Intel的Xscale  Intel的StrongARM ARM11系列
其中,ARM7、ARM9、ARM9E和ARM10為4個通用處理器系列,每一個系列提供一套相對獨特的性能來滿足不同應用領域的需求。SecurCore系列專門為安全要求較高的應用而設計。

ARM處理器結構

ARM處理器體系結構

1 CISC(Complex Instruction Set Computer,複雜指令集計算機
CISC指令集的各種指令中,大約有20%的指令會被反覆使用,佔整個程序代碼的80%。而餘下的80%的指令卻不經常使用,在程序設計中只佔20%。
2 RISC(Reduced Instruction Set Computer,精簡指令集計算機
RISC結構優先選取使用頻最高的簡單指令,避免複雜指令;將指令長度固定,指令格式和尋地方式種類減少;以控制邏輯為主,不用或少用微碼控制等
RISC體系結構應具有如下特點:
1 採用固定長度的指令格式,指令歸整、簡單、基本尋址方式有2~3種。
2 使用單週期指令,便於流水線操作執行。
3 大量使用寄存器,數據處理指令只對寄存器進行操作,只有加載/存儲指令可以訪問存儲器,以提高指令的執行效率。
除此以外,ARM體系結構還採用了一些特別的技術,在保證高性能的前提下儘量縮小芯片的面積,並降低功耗:
4 所有的指令都可根據前面的執行結果決定是否被執行,從而提高指令的執行效率。
5 可用加載/存儲指令批量傳輸數據,以提高數據的傳輸效率
6 可在一條數據處理指令中同時完成邏輯處理和移位處理。
7 在循環處理中使用地址的自動增減來提高運行效率。

ARM處理器寄存器結構

ARM處理器共有37個寄存器,被分為若干個組(BANK),這些寄存器包括:
1 31個通用寄存器,包括程序計數器(PC指針),均為32位的寄存器。
2 6個狀態寄存器,用以標識CPU的工作狀態及程序的運行狀態,均為32位,只使用了其中的一部分。

ARM處理器指令結構

ARM微處理器的在較新的體系結構中支持兩種指令集ARM指令集和Thumb指令集。其中,ARM指令為32位的長度,Thumb指令為16位長度。Thumb指令集為ARM指令集的功能子集,但與等價的ARM代碼相比較,可節省30%~40%以上的存儲空間,同時具備32位代碼的所有優點。

ARM處理器當前主流

Atmel
  • at91 family
Broadcom
  • BCM2835
  • Freescale
    • i.MX1
    • i.MX21
    • i.MX27
    • i.MX28
    • i.MX31
    • i.MX51
    • i.MX53
    • i.MX6 series
    • i.MX7 series
    • i.MX family
    • QorIQ LS1 family
  • Intel
    • ixp4xx
  • Intel/Marvell
    • PXA family
    • SA11x0-based
  • Samsung
    • S3C24xx family
  • STMicroelectronics
    • SPEAr600
    • STIH4x
  • Texas Instruments
    • OMAP3 family
    • OMAP4 family
    • AM33xx family  [vendor-branch]
    • AM5726
  • Xilinx
    • Zynq family
參考資料