ARM架 構
ARM
![]() ARM标志 | |
推出 | 1985 |
---|---|
ARM Holdings | |
专有 | |
32 | |
RISC | |
推出 | 2011 |
---|---|
ARMv9.0-A、ARMv9.1-A、ARMv9.2-A、ARMv9.3-A、ARMv9.4-A | |
AArch64/A64、AArch32/A32:32 T32(Thumb-2):16 | |
擴展 | Thumb-2、NEON、Jazelle、VFPv4-D16、VFPv4 |
3 | |
浮點 | 32 |
ARMv8-R、ARMv8-M、ARMv7-A、ARMv7-R、ARMv7E-M、ARMv7-M、ARMv6-M | |
32 Thumb-2:16 | |
擴展 | Thumb-2、NEON、Jazelle、DSP、Saturated、FPv4-SP、FPv5 |
15 R15 R14 | |
浮點 |
ARMv6、ARMv5、ARMv4T、ARMv3、ARMv2 | |
ARMv3 | |
32 Thumb:16 | |
擴展 | Thumb、Jazelle |
15 R15 R14 |
![](https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/8/85/ARMSoCBlockDiagram.svg/300px-ARMSoCBlockDiagram.svg.png)
ARM
2011
特色 和 应用
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歷史
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ARM
這個
Acorn RISC Machine:ARM2
编辑Apple、DEC、Intel、Marvell:ARM6、StrongARM、XScale
编辑這個
ARM
2020
內核種類
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ARMv1 | ARM1 |
ARMv2 | ARM2、ARM3 |
ARMv3 | ARM6、ARM7 |
ARMv4 | StrongARM、ARM7TDMI、ARM9TDMI |
ARMv5 | ARM7EJ、ARM9E、ARM10E、XScale |
ARMv6 | ARM11、ARM Cortex-M |
ARMv7 | ARM Cortex-A、ARM Cortex-M、ARM Cortex-R |
ARMv8 | Cortex-A35、Cortex-A50 |
ARMv9 | Cortex-A510、Cortex-A710、Cortex-A715、Cortex-X2、Cortex-X3、ARM Neoverse N2 |
架 构
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从1995
- "应用"
配置 : Cortex-A系列 - "
嵌入 式 "配置 : Cortex-R系列 - "
微 处理器 "配置 : ARM Cortex-M系列 。
CPU模 式
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CPU ARM
用 户模式 - 仅非
特 权模式 。 系 统模式 - 仅无需例
外 进入的 特 权模式 。仅以执行明 确写入 CPSR的 模 式 位 的 指令 进入。 - Supervisor (svc)
模 式 在 CPU被 重 置 或 者 SWI指令 被 执行时进入 的 特 权模式 。- Abort
模 式 - 预读取
中断 或 数 据 中断 异常发生时进入 的 特 权模式 。 未定 义模式 未定 义指令 异常发生时进入 的 特 权模式 。干 预模式 - 处理
器 接受 一 条 IRQ干 预时进入的 特 权模式 。 快速 干 预模式 - 处理
器 接受 一 条 IRQ干 预时进入的 特 权模式 。 - Hyp
模 式 - armv-7a为cortex-A15处理
器 提供 硬 件 虚 拟化引进的 管理 模 式 。
指令 集
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ARM
載 入 -儲 存 架 構不 支援 地 址 不 对齐記憶 體 存 取 (ARMv6內核現 已 支援 )大量 的 16 × 32-bit寄 存 器 堆 固定 的 32 bits操作 码(opcode)长度,降 低 編 碼數量 所產 生 的 耗費,減 輕 解 碼和管 線 化 的 負擔 。大 多 均 為 一 個 CPU周期 執行 。
大 部分 指令 可 以條件 式 地 執行 ,降 低 在 分 支 時 產 生 的 負 重 ,彌 補 早期 晶 片 分 支 預 測 器 的 不足 。算數 指令 只 會 在 要求 時 更改 條件 編 碼(condition code)- 32-bit
筒 型 位 移 器 可用 來 執行 大 部分 的 算數 指令 和 定 址 計算 而不會 損失 效能 強大 的 索引 寻址模 式 支持 快速 叶 端 函数 调用的 链寄存 器 精 簡但快速 的 双 优先级中斷 子 系統 ,具有 可 切 換 的 暫存器 組
寄 存 器
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对于
usr | sys | svc | abt | und | irq | fiq |
---|---|---|---|---|---|---|
R0 | ||||||
R1 | ||||||
R2 | ||||||
R3 | ||||||
R4 | ||||||
R5 | ||||||
R6 | ||||||
R7 | ||||||
R8 | R8_fiq | |||||
R9 | R9_fiq | |||||
R10 | R10_fiq | |||||
R11 | R11_fiq | |||||
R12 | R12_fiq | |||||
R13 | R13_svc | R13_abt | R13_und | R13_irq | R13_fiq | |
R14 | R14_svc | R14_abt | R14_und | R14_irq | R14_fiq | |
R15 | ||||||
CPSR | ||||||
SPSR_svc | SPSR_abt | SPSR_und | SPSR_irq | SPSR_fiq |
- R13 也被
指 为 SP(Stack Pointer) - R14 也被
指 为 LR(Link Register) - R15 也被
指 为 PC(Program Counter)
有 条件 运行
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這if
)
int gcd(int i, int j)
{
while(i != j)
if(i > j)
i -= j;
else
j -= i;
return i;
}
loop: CMP Ri, Rj ;設定 條件 為 "NE"(不等 於) if(i != j)
;"GT"(大 於) if(i > j),
;或 "LT"(小 於) if(i < j)
SUBGT Ri, Ri, Rj ;若 "GT"(大 於), i = i-j;
SUBLT Rj, Rj, Ri ;若 "LT"(小 於), j = j-i;
BNE loop ;若 "NE"(不等 於),则继续循环
這避then
else
其他特色
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另一項指令集的特色是,
a += (j << 2);
ADD Ra, Ra, Rj, LSL #2
這
ARM
另外值得
管 線
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ARM7
輔助處理 器
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這個
在 ARM架 構的機器 中 ,週 邊 裝置 連接 處理 器 的 方式 ,通常 透過 將 裝置 的 實體 暫存器 對應 到 ARM的 記憶 體 空間 、輔助處理 器 空間 ,或 是 連接 到 另外依 序 接 上 處理 器 的 裝置 (如匯流 排 )。輔助處理 器 的 存 取 延 遲 較低,所以 有 些周邊 裝置 (例 如XScale中斷 控 制 器 )會 設計 成 可 透過 不同 方式 存 取 (透過 記憶 體 和 輔助處理 器 )。
调试
编辑DSP
增强 指令
Thumb
编辑較新
Jazelle
编辑ARM
Thumb-2
编辑Thumb-2
Thumb-2
Thumb Execution Environment(ThumbEE)
编辑ThumbEE,也就
ThumbEE
進 階 SIMD(NEON)
编辑
VFP
编辑VFP(
安全 性 擴充 (TrustZone)
编辑
TrustZone
ARM授權方式
编辑
ARM
就像
ARM核心 时间线
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经典 |
Cortex | ||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
ARM7 | ARM8 | ARM9 | ARM10 | ARM11 | 实时 | 应用 (32 |
应用 (64 | ||
1993 | ARM700 | ||||||||
1994 | ARM710 ARM7DI ARM7TDMI |
||||||||
1995 | ARM710a | ||||||||
1996 | ARM810 | ||||||||
1997 | ARM710T ARM720T ARM740T |
||||||||
1998 | ARM9TDMI ARM940T |
||||||||
1999 | ARM9E-S ARM966E-S |
||||||||
2000 | ARM920T ARM922T ARM946E-S |
ARM1020T | |||||||
2001 | ARM7TDMI-S ARM7EJ-S |
ARM9EJ-S ARM926EJ-S |
ARM1020E ARM1022E |
||||||
2002 | ARM1026EJ-S | ARM1136J(F)-S | |||||||
2003 | ARM968E-S | ARM1156T2(F)-S ARM1176JZ(F)-S |
|||||||
2004 | Cortex-M3 | ||||||||
2005 | ARM11MPCore | Cortex-A8 | |||||||
2006 | ARM996HS | ||||||||
2007 | Cortex-M1 | Cortex-A9 | |||||||
2008 | |||||||||
2009 | Cortex-M0 | Cortex-A5 | |||||||
2010 | Cortex-M4(F) | Cortex-A15 | |||||||
2011 | Cortex-R4 Cortex-R5 Cortex-R7 |
Cortex-A7 | |||||||
2012 | Cortex-M0+ | Cortex-A53 Cortex-A57 | |||||||
2013 | Cortex-A12 | ||||||||
2014 | Cortex-M7(F) | Cortex-A17 | |||||||
2015 | Cortex-A35 Cortex-A72 | ||||||||
2016 | Cortex-M23 Cortex-M33(F) |
Cortex-R8 Cortex-R52 |
Cortex-A32 | Cortex-A73 | |||||
2017 | Cortex-A55 Cortex-A75 | ||||||||
2018 | Cortex-M35P | Cortex-A76 | |||||||
2019 | Cortex-A77 | ||||||||
2020 | Cortex-A78 | ||||||||
2021 | Cortex-X2 | ||||||||
2022 | Cortex-X3 | ||||||||
2023 | Cortex-X4 |
ARM內核的 授權與 應用
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ARM內核 | ||
---|---|---|
ARM1 | ARM1 | BBC Micro |
ARM2 | ARM2 | Acorn Archimedes、Chessmachine |
ARM250 | ARM250 | Acorn Archimedes |
ARM3 | ARM3 | Acorn Archimedes |
ARM60 | ARM60 | 3DO Interactive Multiplayer、Zarlink GPS Receiver |
ARM610 | ARM610 | Acorn Risc PC 600、Apple Newton 100 series |
ARM700 | ARM700 | Acorn Risc PC prototype CPU card |
ARM710 | ARM710 | Acorn Risc PC 700 |
ARM7TDMI(-S) | Atmel AT91SAM7、 |
Game Boy Advance、Nintendo DS、Apple iPod、Lego NXT, Juice Box、Garmin |
ARM710a | ARM7100、ARM 7500 |
Acorn Risc PC 700、Apple eMate 300、Psion Series 5(ARM7100)、Acorn A7000(ARM7500)、Acorn A7000+(ARM7500FE)、Acorn Network Computer(ARM7500FE) |
StrongARM | Digital SA-110, SA-1100, SA-1110 | SA-110: Apple Newton 2x00 series、Acorn Risc PC、Rebel/Corel Netwinder、Chalice CATS,SA-1100: Psion netBook,SA-1110: LART、Intel Assabet、Ipaq H36x0、Balloon2、Zaurus SL-5x00、HP Jornada 7xx、Jornada 560 series、Palm Zire 31 |
ARM810 | Acorn Risc PC prototype CPU card | |
ARM710T | Psion Series 5mx、Psion Revo/Revo Plus/Diamond Mako | |
ARM720T | Zipit Wireless Messenger | |
ARM940T | GP2X(second core)、Meizu M6 Mini Player[23][24] | |
ARM966E-S | ||
ARM920T | Atmel AT91RM9200、AT91SAM9、Cirrus Logic EP9302、EP9307、EP9312、EP9315、Samsung S3C2442 and S3C2410 | Armadillo、GP32、GP2X(first core)、Tapwave Zodiac(Motorola i.MX1)、Hewlett-Packard HP-49/50 Calculators、Sun SPOT、HTC TyTN、FIC Neo FreeRunner[26])、Garmin |
ARM922T | ||
ARM926EJ-S | ||
ARM946E-S | Nintendo DS、Nokia N-Gage、Canon PowerShot A470、Canon EOS 5D Mark II,[32]Conexant 802.11 chips、Samsung S5L2010 | |
XScale | Intel 80200、80219、PXA210、PXA250、PXA255、PXA263、PXA26x、PXA27x、PXA3xx、PXA900、IXC1100、IXP42x | 80219: Thecus N2100,OP321: Iyonix,PXA210/PXA250: Zaurus SL-5600、iPAQ H3900、Sony CLIÉ NX60、NX70V、NZ90,PXA255: Gumstix basix & connex、Palm Tungsten E2、Zaurus SL-C860、Mentor Ranger & Stryder、iRex ILiad,PXA263: Sony CLIÉ NX73V, NX80V,PXA26x: Tungsten T3,PXA27x: Gumstix verdex、"Trizeps-Modules"(页面 |
ARM1026EJ-S | Conexant so4610以及so4615 ADSL SoC | |
ARM1136J(F)-S | OMAP2420: Nokia E90、Nokia N93、Nokia N95、Nokia N82、Zune、BUGbase,[33]Nokia N800、Nokia N810,Motorola Q9 Freescale i.MX31: original Zune 30 GB, Toshiba Gigabeat S and Kindle DX ,Freescale MXC300-30 :Nokia E63、Nokia E71、Nokia 5800、Nokia E51、Nokia 6700 Classic、Nokia 6120 Classic、Nokia 6210 Navigator、Nokia 6220 Classic、Nokia 6290、Nokia 6710 Navigator、Nokia 6720 Classic、Nokia E75、Nokia N97、Nokia N81 Qualcomm MSM7200: Eten Glofiish、HTC TyTN II、HTC Nike,Qualcomm MSM7201A: HTC Dream、HTC Magic、Motorola i1、Motorola Z6、HTC Hero、Samsung SGH-i627 (Propel Pro)、Sony Ericsson Xperia X10 Mini Pro,Qualcomm MSM7227: ZTE Link, HTC Legend、HTC Aria、Viewsonic ViewPad 7[34][35] | |
ARM968E-S | ||
ARM1176JZ(F)-S | Conexant CX2427X、Nvidia GoForce 6100;[36];Telechips TCC9101、TCC9201、TCC8900;Fujitsu MB86H60;Samsung S3C6410、S3C6430、[37];Qualcomm MSM7627;Infineon X-GOLD 213;MediaTek MT6573; |
Apple iPhone (original and 3G)、Apple iPod touch (1st and 2nd Generation)、Motorola RIZR Z8、Motorola RIZR Z10、Nintendo 3DS S3C6410: Samsung Omnia II、Samsung Moment、Samsung M910 Intercept、SmartQ 5, Qualcomm MSM7627: Palm Pixi、LG Optimus V(VM670)Motorola Calgary/Devour MediaTek MT6573: Lenovo-A60 BCM2835: Raspberry Pi |
ARM11 MPCore | Nvidia APX 2500(Tegra) |
延伸 閱讀
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- AMULET -
非 同 步 ARM家族 - Arm v7
架 构的路 由 器 列 表 - Arm v8
架 构的路 由 器 列 表
參考 資料
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外部 連結
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英文 )ARM Microcontroller Development Resources(页面存 档备份,存 于互联网档案 馆) - header files, schematics,CAD files, etc. - (
中 文 )什麼 是 ARM? - (
繁 體 中 文 )無 所 不在 的 MCU,ARM行 不 行 ?(页面存 档备份,存 于互联网档案 馆)