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arm架构解释

Arm是处理器行业中无处不在的名称,Arm核心几乎可以在任何需要计算能力的现代设备中找到。这包括网络路由器,打印机,智能手机,台式机显示器,医疗设备,机器人,甚至冰箱。Arm芯片已经在住宅,商业和工业应用中使用。但随着Armv8的出现,该架构的功能和市场潜力发生了根本转变。

由于Arm许可其架构,因此有Arm设计的微体系结构和第三方微体系结构。Arm发布了一个架构,其他公司可以在自己的设计中实现它。实际上,Arm参考手册没有列出任何特定的微体系结构,而是定义了“抽象机器的行为,称为处理元素”。只要实现符合此定义的行为,它们就可以被视为Arm核心。例如,Apple,Nvidia,Qualcomm和Samsung等公司都设计了自己的Arm微体系结构,实现了特定的Arm架构。

随着架构的发展,增加了新功能,包括Armv4T架构中的新指令集。该指令集称为Thumb,是Arm ISA的16位重新编码子集。Thumb允许比Arm更大的代码密度。它的后继产品Thumb-2允许16位和32位指令,同时提供比Arm更高的代码密度和比Thumb更高的性能。

Arm 指令集架构和执行状态

为了保持与早期版本的兼容性,Armv8引入了两个新的执行状态:AArch32和AArch64。它们分别是32位和64位模式。在AArch32状态下,使用A32和T32指令集,而AArch64使用A64。

Arm架构很容易被发现,因为它们的名字总是有一个'v'。如前所述,Armv1是第一个Arm架构,而Armv4T则引入了Thumb指令集。Arm11系列包括Armv6架构以及其他一些变体,如Armv6T2和Armv6K。在Arm11之后,这些家族被重新组织成了Cortex系列。截至目前,三个Cortex系列包括所有Armv7和Armv8架构。

Cortex系列

Cortex-R系列架构Armv7-R和Armv8-R针对高性能实时应用进行了优化。这些处理器具有更好的容错能力,在安全关键应用中表现良好,包括医疗设备,工业控制系统和安全仪表系统。

      Cortex-M系列是一组按比例缩小的低成本32位Arm内核,由Armv6-M,Armv7-M和Armv8-M组成。该系列处理器面向微控制器,ASIC,FPGA和SoC应用。在与8位MCU市场的直接竞争中,嵌入到更大的SoC中的32位Cortex-M内核可以是一个非常强大的组合。Cortex-M还通过Arm Mbed MCU和OS等平台在物联网应用中找到了一席之地。

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