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ARM、單片機、stm32、51單片機、和開發板的概念、區別
內核cortex和ARM的關系
arm 架構_詳談ARM架構與ARM內核發展史

ARM架構簡述

ARM目前總共發布了8種架構：ARMv1、ARMv2、ARMv3、ARMv4、ARMv5、ARMv6、ARMv7、ARMv8。
基于不同架構設計出來的內核處理器在硬件方面可能不同，但是架構的指令集都基于RISC指令集而設計的。

ARM各架構的區別

ARM版本Ⅰ：V1版架構

該版架構只在原型機ARM1出現過，只有26位的尋址空間，沒有用于商業產品。其基本性能有：

• 基本的數據處理指令(無乘法)；
• 基于字節、半字和字的Load/Store指令;
• 轉移指令，包括子程序調用及鏈接指令；
• 供操作系統使用的軟件中斷指令SWI；
• 尋址空間：64MB(226)。

ARM版本Ⅱ：V2版架構

該版架構對V1版進行了擴展，例如ARM2和ARM3(V2a)架構。包含了對32位乘法指令和協處理器指令的支持。

版本2a是版本2的變種，ARM3芯片采用了版本2a，是第一片采用片上Cache的ARM處理器。同樣為26位尋址空間，現在已經廢棄不再使用。V2版架構與版本V1相比，增加了以下功能：

• 乘法和乘加指令；
• 支持協處理器操作指令；
• 快速中斷模式；
• SWP/SWPB的最基本存儲器與寄存器交換指令;
• 尋址空間：64MB。

ARM版本Ⅲ: V3版架構

ARM作為獨立的公司，在1990年設計的第一個微處理器采用的是版本3的ARM6。它作為IP核、獨立的處理器、具有片上高速緩存、MMU和寫緩沖的集成CPU。

變種版本有3G和3M。版本3G是不與版本2a向前兼容的版本3，版本3M引入了有符號和無符號數乘法和乘加指令，這些指令產生全部64位結果。V3版架構( 目前已廢棄 )對ARM體系結構作了較大的改動：

• 尋址空間增至32位(4GB)；
• 當前程序狀態信息從原來的R15寄存器移到當前程序狀態寄存器CPSR中(Current Program Status Register);
• 增加了程序狀態保存寄存器SPSR(SavedProgram Status Register)；
• 增加了兩種異常模式，使操作系統代碼可方便地使用數據訪問中止異常、指令預取中止異常和未定義指令異常。；
• 增加了MRS/MSR指令，以訪問新增的CPSR/SPSR寄存器；
• 增加了從異常處理返回的指令功能。

ARM版本Ⅳ: V4版架構

V4版架構在V3版上作了進一步擴充，V4版架構是目前應用最廣的ARM體系結構，ARM7、ARM8、ARM9和StrongARM都采用該架構。

V4不再強制要求與26位地址空間兼容，而且還明確了哪些指令會引起未定義指令異常。指令集中增加了以下功能：

• 符號化和非符號化半字及符號化字節的存/取指令；
• 增加了T變種，處理器可工作在Thumb狀態，增加了16位Thumb指令集；
• 完善了軟件中斷SWI指令的功能；
• 處理器系統模式引進特權方式時使用用戶寄存器操作;
• 把一些未使用的指令空間捕獲為未定義指令

ARM版本Ⅴ: V5版架構

V5版架構是在V4版基礎上增加了一些新的指令，ARM10和Xscale都采用該版架構。這些新增命令有：

• 帶有鏈接和交換的轉移BLX指令；
• 計數前導零CLZ指令；
• BRK中斷指令；
• 增加了數字信號處理指令(V5TE版)； 為協處理器增加更多可選擇的指令
• 改進了ARM/Thumb狀態之間的切換效率；
• E—增強型DSP指令集，包括全部算法操作和16位乘法操作；
• J----支持新的JAVA，提供字節代碼執行的硬件和優化軟件加速功能。

ARM版本Ⅵ: V6版架構

V6版架構是2001年發布的，首先在2002年春季發布的ARM11處理器中使用。在降低耗電量地同時，還強化了圖形處理性能。通過追加有效進行多媒體處理的SIMD (Single Instruction, Multiple Data，單指令多數據 )功能，將語音及圖像的處理功能提高到了原型機的4倍。此架構在V5版基礎上增加了以下功能：

• THUMBTM：35%代碼壓縮；
• DSP擴充：高性能定點DSP功能；
• JazelleTM：Java性能優化，可提高8倍；
• Media擴充：音/視頻性能優化，可提高4倍

ARM內核型號與產品

Cortex-A：即A-Profile，面向尖端的基于虛擬內存的操作系統和用戶應用
Cortex-R：即R-Profile，針對實時系統
Cortex-M：即M-Profile，針對微控制器單片機方面的場合

MMU(內存處理單元)會在程序調用時陷入內核態并保存現場資源和進行額外處理。運行諸如Linux、WinCE等多用戶多進程操作系統，都需要MMU，才能為每個用戶進程分配獨立的地址空間。而運行類似于ucOS、ucLinux的精簡實時RTOS則不需要MMU。

ARM命令規則

• x：序列
• y：2：帶MMU， 4帶MPU，6沒有
• z：0：標準cache，2：減小的cache， 6可變的cache
• T：處理器支持Thumb指令集
• D：支持JTAG調試器
• M：支持長乘法指令
• I：有嵌入式跟蹤宏單元
• E：支持增強指令(基于TDMI)
• J：支持JAVA硬件加速(Jazelle)
• F：支持向量浮點單元
• S：可綜合版本

總結

以上是生活随笔為你收集整理的【科普】ARM架构的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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