【科普】什么是ARM架構(gòu)？

小雨 · 發(fā)表于 2013-8-27 14:51

科普
ARM架構(gòu)（過去稱作進(jìn)階精簡指令集機(jī)器（Advanced RISC Machine），更早稱作Acorn RISC Machine）是一個(gè)32位元精簡指令集（RISC）中央處理器（processor）架構(gòu)，其廣泛地使用在許多嵌入式系統(tǒng)（embedded）設(shè)計(jì)。由于節(jié)能的特點(diǎn)，ARM處理器非常適用于移動(dòng)通訊領(lǐng)域，符合其主要設(shè)計(jì)目標(biāo)為低耗電的特性。

ARM架構(gòu)RISC特性
1.讀取/儲(chǔ)存架構(gòu)
2.不支援地址不對齊內(nèi)存存取(ARMv6內(nèi)核現(xiàn)已支援)
3.正交指令集(任意存取指令可以任意的尋址方式存取數(shù)據(jù)Orthogonal instruction set)
4.大量的16 × 32-bit 暫存器檔案(寄存器陣列register file)
5.固定的32 bits 操作碼寬(opcode)，降低編碼數(shù)量所產(chǎn)生的耗費(fèi)，減輕解碼和管線化的負(fù)擔(dān)。
6.大多均為一個(gè)CPU周期執(zhí)行。
為了補(bǔ)強(qiáng)這種簡單的設(shè)計(jì)方式，相較于同時(shí)期的處理器如Intel 80286和Motorola 68020，還多加了一些特殊設(shè)計(jì)：
1.大部分指令可以條件式地執(zhí)行，降低在分支時(shí)產(chǎn)生的負(fù)重，彌補(bǔ)分支預(yù)測器(branch predictor)的不足。
2.算數(shù)指令只會(huì)在要求時(shí)更改條件編碼(condition code)
3.32-bit筒型位移器(barrel shifter)可用來執(zhí)行大部分的算數(shù)指令和尋址計(jì)算而不會(huì)損失效能
4.強(qiáng)大的索引尋址模式(addressing mode)
5.精簡但快速的雙優(yōu)先級中斷子系統(tǒng)，具有可切換的暫存器組

內(nèi)核種類

家族	架構(gòu)	內(nèi)核	特色	高速緩存 (I/D)/MMU	常規(guī) MIPS 于MHz	應(yīng)用
ARM1	ARMv1	ARM1		無
ARM2	ARMv2	ARM2	Architecture 2 加入了MUL（乘法）指令	無	4 MIPS @8MHz	Acorn Archimedes，Chessmachine
ARMv2a	ARM250	Integrated MEMC (MMU)，圖像與IO處理器。Architecture 2a 加入了SWP和SWPB（置換）指令。	無，MEMC1a	7 MIPS @ 12MHz	Acorn Archimedes
ARM3	ARMv2a	ARM2a	首次在ARM架構(gòu)上使用處理器高速緩存	均為4K	12 MIPS @ 25MHz	Acorn Archimedes
ARM6	ARMv3	ARM610	v3 架構(gòu)首創(chuàng)支援尋址32位的內(nèi)存（針對26位）	均為4K	28 MIPS @ 33MHz	Acorn Risc PC 600，Apple Newton
ARM7	ARMv3
ARM7TDMI	ARMv4T	ARM7TDMI(-S)	三級流水線	無	15 MIPS @ 16.8 MHz	Game Boy Advance，Nintendo DS，iPod
ARM710T		均為8KB, MMU	36 MIPS @ 40 MHz	Acorn Risc PC 700，Psion 5 series，Apple eMate 300
ARM720T		均為8KB, MMU	60 MIPS @ 59.8 MHz	Zipit
ARM740T		MPU
ARMv5TEJ	ARM7EJ-S	Jazelle DBX	無
StrongARM	ARMv4
ARM8	ARMv4
ARM9TDMI	ARMv4T	ARM9TDMI	五級流水線	無
ARM920T		16KB/16KB, MMU	200 MIPS @ 180 MHz	Armadillo，GP32，GP2X（第一顆內(nèi)核）, Tapwave Zodiac（Motorola i. MX1）
ARM922T		8KB/8KB, MMU
ARM940T		4KB/4KB, MPU		GP2X（第二顆內(nèi)核）
ARM9E	ARMv5TE	ARM946E-S		可變動(dòng)，tightly coupled memories, MPU		Nintendo DS，Nokia N-Gage Conexant 802.11 chips
ARM966E-S		無高速緩存，TCMs		ST Micro STR91xF，包含Ethernet
ARM968E-S		無高速緩存，TCMs
ARMv5TEJ	ARM926EJ-S	Jazelle DBX	可變動(dòng)，TCMs, MMU	220 MIPS @ 200 MHz	移動(dòng)電話：Sony Ericsson（K, W系列）,Siemens和Benq（x65系列和新版的）
ARMv5TE	ARM996HS	無振蕩器處理器	無高速緩存，TCMs, MPU
ARM10E	ARMv5TE	ARM1020E	(VFP)，六級流水線	32KB/32KB, MMU
ARM1022E	(VFP)	16KB/16KB, MMU
ARMv5TEJ	ARM1026EJ-S	Jazelle DBX	可變動(dòng)，MMU or MPU
XScale	ARMv5TE	80200/IOP310/IOP315	I/O處理器
80219			400/600MHz	Thecus N2100
IOP321			600 BogoMips @ 600 MHz	Iyonix
IOP33x
IOP34x	1-2核，RAID加速器	32K/32K L1, 512K L2, MMU
PXA210/PXA250	應(yīng)用處理器，七級流水線			Zaurus SL-5600
PXA255		32KB/32KB, MMU	400 BogoMips @ 400 MHz	Gumstix，Palm Tungsten E2
PXA26x			可達(dá) 400 MHz	Palm Tungsten T3
PXA27x			800 MIPS @ 624 MHz	HTC Universal, Zaurus SL-C1000,3000,3100,3200, Dell Axim x30, x50，和 x51系列
PXA800(E)F
Monahans			1000 MIPS @ 1.25 GHz	Mavell PXA300/PXA310/PXA320, Max frequency : PXA300@624Mhz, PXA310/PXA320@806Mhz
PXA900				Blackberry 8700, Blackberry Pearl (8100)
IXC1100	Control Plane Processor
IXP2400/IXP2800
IXP2850
IXP2325/IXP2350
IXP42x				NSLU2
IXP460/IXP465
ARM11	ARMv6	ARM1136J(F)-S	SIMD, Jazelle DBX, (VFP)，八級流水線	可變動(dòng)，MMU		Nokia N93，Zune，Nokia N800
ARMv6T2	ARM1156T2(F)-S	SIMD, Thumb-2, (VFP)，九級流水線	可變動(dòng)，MPU
ARMv6KZ	ARM1176JZ(F)-S	SIMD, Jazelle DBX, (VFP)	可變動(dòng)，MMU+TrustZone
ARMv6K	ARM11 MPCore	1-4核對稱多處理器，SIMD, Jazelle DBX, (VFP)	可變動(dòng)，MMU
Cortex	ARMv7-A	Cortex-A8	Application profile, VFP, NEON, Jazelle RCT, Thumb-2, 13-stage pipeline	可變動(dòng) (L1+L2), MMU+TrustZone	up to 2000（2.0 DMIPS/MHz從600 MHz到超過1 GHz的速度）	Texas Instruments OMAP3
Cortex-A9
Cortex-A9 MPCore
ARMv7-R	Cortex-R4(F)	Embedded profile, (FPU)	可變動(dòng)高速緩存，MMU可選配	600 DMIPS	Broadcom is a user
ARMv7-M	Cortex-M3	Microcontroller profile	無高速緩存，(MPU)	120 DMIPS @ 100MHz	Luminary Micro微控制器家族
ARMv6-M	Cortex-M0
Cortex-M1
ARMv7-ME	Cortex-M4		Optional 8 region MPU with sub regions and background region	1.25 DMIPS/MHz

culture · 發(fā)表于 2014-12-8 11:52