arm處理器有些什么體系結(jié)構(gòu)?arm處理器結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)介紹

ARM處理器市場(chǎng)覆蓋率最高、發(fā)展趨勢(shì)廣闊，基于ARM技術(shù)的32位微處理器，市場(chǎng)的占有率目前已達(dá)到80%。絕大多數(shù)IC制造商都推出了自己的ARM結(jié)構(gòu)芯片。我國的中興集成電路、大唐電訊、華為海思、中芯國際和上海華虹，以及國外的一些公司如德州儀器、意法半導(dǎo)體、Philips、Intel、Samsung等都推出了自己設(shè)計(jì)的基于ARM核的處理器。

ARM(Advanced RISC Machines)，既可以認(rèn)為是一個(gè)公司的名字，也可以認(rèn)為是對(duì)一類微處理器的通稱，還可以認(rèn)為是一種技術(shù)的名字。1991年ARM公司成立于英國劍橋，主要出售芯片設(shè)計(jì)技術(shù)的授權(quán)。目前，采用ARM技術(shù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)(IP)核的微處理器，即我們通常所說的ARM微處理器，已遍及工業(yè)控制、消費(fèi)類電子產(chǎn)品、通信系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、無線系統(tǒng)等各類產(chǎn)品市場(chǎng)，基于ARM技術(shù)的微處理器應(yīng)用約占據(jù)了32位RISC微處理器75%以上的市場(chǎng)份額，ARM技術(shù)正在逐步滲入到我們生活的各個(gè)方面。ARM公司是專門從事基于RISC技術(shù)芯片設(shè)計(jì)開發(fā)的公司，作為知識(shí)產(chǎn)權(quán)供應(yīng)商，本身不直接從事芯片生產(chǎn)，靠轉(zhuǎn)讓設(shè)計(jì)許可由合作公司生產(chǎn)各具特色的芯片，世界各大半導(dǎo)體生產(chǎn)商從ARM公司購買其設(shè)計(jì)的ARM微處理器核，根據(jù)各自不同的應(yīng)用領(lǐng)域，加入適當(dāng)?shù)耐鈬娐?，從而形成自己的ARM微處理器芯片進(jìn)入市場(chǎng)。目前，全世界有幾十家大的半導(dǎo)體公司都使用ARM公司的授權(quán)，因此既使得ARM技術(shù)獲得更多的第三方工具、制造、軟件的支持，又使整個(gè)系統(tǒng)成本降低，使產(chǎn)品更容易進(jìn)入市場(chǎng)被消費(fèi)者所接受，更具有競(jìng)爭力。

ARM處理器具有以下特點(diǎn)：1、體積小、低功耗、低成本、高性能2、支持Thumb(16位)或ARM(32位)雙指令集，能很好的兼容8位或16位器件3、大量使用寄存器，指令執(zhí)行速度更快;4、大多數(shù)數(shù)據(jù)操作都在寄存器中完成;5、尋址方式靈活簡單，執(zhí)行效率高;6、指令長度固定;ARM體系架構(gòu)定義了指令集(ISA)和基于這一體系架構(gòu)下處理器的編程模型。ARM體系架構(gòu)包括：v1架構(gòu)、v2架構(gòu)、v3架構(gòu)、v4架構(gòu)、v5架構(gòu)、v6架構(gòu)、v7架構(gòu)、v8架構(gòu)。ARM微處理器的產(chǎn)品系列包括ARM7、ARM9、ARM9E、ARM10E、ARM11、SecurCore、Cortex等。

ARM體系架構(gòu)的主要特征如下：1、采用大量的寄存器，他們都可以用于都可以用于多種用途2、采用Load/Store體系架構(gòu)3、每條指令都條件執(zhí)行4、采用多寄存器的Load/Store指令5、能夠在單時(shí)鐘周期執(zhí)行的單條指令內(nèi)完成一項(xiàng)普通的移位操作和一項(xiàng)普通的ALU操作。6、通過協(xié)處理器指令集來擴(kuò)展ARM指令集，包括在編程模式中增加了新的寄存器和數(shù)據(jù)類型。7、如果把Thumb指令集也當(dāng)作ARM體系架構(gòu)的一部分，那么在Thumb體系架構(gòu)中還可以高密度16位壓縮形式表示指令集。

ARM將存儲(chǔ)器看作是從零地址開始的字節(jié)的線性組合。作為32位的微處理器，ARM體系結(jié)構(gòu)所支持的最大尋址空間為4GB(232字節(jié))。從零字節(jié)到三字節(jié)放置第一個(gè)存儲(chǔ)的字?jǐn)?shù)據(jù)，從第四個(gè)字節(jié)到第七個(gè)字節(jié)放置第二個(gè)存儲(chǔ)的字?jǐn)?shù)據(jù)，依次排列。32位的字?jǐn)?shù)據(jù)要使用4個(gè)地址單元，16位半數(shù)據(jù)要使用2個(gè)地址單元。這樣，就存在一個(gè)所存儲(chǔ)的字或半字?jǐn)?shù)據(jù)的排列順序問題。ARM體系結(jié)構(gòu)可以用兩種方法存儲(chǔ)字?jǐn)?shù)據(jù)，稱為大端格式和小端格式。大端格式(big-endian)：字?jǐn)?shù)據(jù)的高字節(jié)存儲(chǔ)在低地址中，而字?jǐn)?shù)據(jù)的低字節(jié)則存放在高地址中。小端格式(low-endian)：與大端存儲(chǔ)格式相反。低地址中存放的是字?jǐn)?shù)據(jù)的低字節(jié)，高地址存放的是字?jǐn)?shù)據(jù)的高字節(jié)。缺省設(shè)置為小端格式。

ARM處理器市場(chǎng)覆蓋率最高、發(fā)展趨勢(shì)廣闊，基于ARM技術(shù)的32位微處理器，市場(chǎng)的占有率目前已達(dá)到80%。絕大多數(shù)IC制造商都推出了自己的ARM結(jié)構(gòu)芯片。我國的中興集成電路、大唐電訊、華為海思、中芯國際和上海華虹，以及國外的一些公司如德州儀器、意法半導(dǎo)體、Philips、Intel、Samsung等都推出了自己設(shè)計(jì)的基于ARM核的處理器。