原文

一、ARM是什么？

• ARM既可以認(rèn)為是一個(gè)公司的名字 ，也可以認(rèn)為是對(duì)一類處理器的統(tǒng)稱 ，還可以認(rèn)為是一種技術(shù)的名字 。

• 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)，而是轉(zhuǎn)讓設(shè)計(jì)許可 ，由合作公司生產(chǎn)各具特色的芯片。

• ARM處理器的內(nèi)核是統(tǒng)一的 ，由ARM公司提供，而片內(nèi)部件則是多樣的 ，由各大半導(dǎo)體公司設(shè)計(jì)，這使得ARM設(shè)計(jì)嵌入式系統(tǒng)的時(shí)候，可以基于同樣的核心，使用不同的片內(nèi)外設(shè) ，從而具有很大的優(yōu)勢(shì)。

二、ARM內(nèi)核與架構(gòu)

任何一款arm芯片主要由兩大部分組成：arm內(nèi)核 ，外設(shè) 。

ARM內(nèi)核

arm內(nèi)核： arm內(nèi)核主要由：寄存器 、指令集 、總線 、存儲(chǔ)器映射規(guī)則 、中斷邏輯 和調(diào)試組件 等。

內(nèi)核是由ARM公司設(shè)計(jì)并以銷售方式授權(quán)給個(gè)芯片廠商使用的（ARM公司本身不做芯片）。比如為高速度設(shè)計(jì)的Cortex A8、A9都是ARMv7a 架構(gòu);Cortex M3、M4是ARMv7m架構(gòu);前者是處理器（就是內(nèi)核） ，后者是指令集的架構(gòu)（也簡(jiǎn)稱架構(gòu)）。

外設(shè)： 包括計(jì)時(shí)器、A/D轉(zhuǎn)換器、存儲(chǔ)器、I2C、UART、SPI、ROM等等。
由各個(gè)芯片廠商自己設(shè)計(jì)并與ARM內(nèi)核銜接配套。不同的芯片廠商就有不同的外設(shè)，因此構(gòu)成了數(shù)量和規(guī)格龐大的ARM芯片產(chǎn)業(yè)。

arm指令集架構(gòu)

指令集的設(shè)計(jì)是處理器結(jié)構(gòu)中最重要的部分，用arm的術(shù)語稱之為ISA（Instruction Set Architecture）。

指令集可以說是cpu設(shè)計(jì)的靈魂，是打開CPU這個(gè)潘多拉魔盒的咒語，要想使用cpu，我們只能通過這些指令來操作cpu。

對(duì)于32位的cpu，這些指令就是一個(gè)個(gè)32位的01的序列，不同的值就代表了不同的機(jī)器指令 ，cpu的硬件能完美的解析并執(zhí)行這些指令，比如尋址、運(yùn)算、異常處理等等。

當(dāng)我們用手機(jī)玩著王者榮耀的時(shí)候，要知道我們的每發(fā)的一招，其實(shí)最終都是被翻譯成了一系列機(jī)器指令。

從1985年ARMv1架構(gòu)誕生起，到2011年，ARM架構(gòu)已經(jīng)發(fā)展到了第八代ARMv8。

Cortex-A32/35/53/57/72/73/77/78采用的都是ARMv8 架構(gòu)，這是ARM公司的首款支持64位指令集的處理器架構(gòu) 。

ARM11之前的處理器和指令集架構(gòu)

ARM11芯片之前，每一個(gè)芯片對(duì)應(yīng)的架構(gòu)關(guān)系如下：

ARM11之后處理器和指令集架構(gòu)

ARM11芯片之后，也就是從ARMv7架構(gòu) 開始，ARM的命名方式有所改變。

新的處理器家族，改以Cortex命名，并分為三個(gè)系列，分別是Cortex-A，Cortex-R，Cortex-M。

ARM處理器型號(hào)

Cortex-A系列（A：Application 應(yīng)用）

針對(duì)日益增長(zhǎng)的消費(fèi)娛樂和無線產(chǎn)品設(shè)計(jì)，用于具有高計(jì)算要求、運(yùn)行豐富操作系統(tǒng)及提供交互媒體和圖形體驗(yàn)的應(yīng)用領(lǐng)域 ，如智能手機(jī)、平板電腦、汽車娛樂系統(tǒng)、數(shù)字電視，智能本、電子閱讀器、家用網(wǎng)絡(luò)、家用網(wǎng)關(guān)和其他各種產(chǎn)品。

Cortex-R系列 （R：Real-time 實(shí)時(shí)）

針對(duì)需要運(yùn)行實(shí)時(shí)操作 的系統(tǒng)應(yīng)用，面向如汽車制動(dòng)系統(tǒng) 、動(dòng)力傳動(dòng)解決方案 、大容量存儲(chǔ)控制器 等深層嵌入式實(shí)時(shí)應(yīng)用。

Cortex-SC系列（SC：SecurCore）

其實(shí)，除了上述三大系列之外，還有一個(gè)主打安全的Cortex-SC系列（SC：SecurCore），主要用于政府安全芯片 。

ARM11系列包括了ARM11MPCore處理器、ARM1176處理器、ARM1156處理器、ARM1136處理器，它們是基于ARMv6架構(gòu)。

ARM Cortex-A5處理器、Cortex-A7處理器、Cortex-A8處理器、Cortex-A9處理器、Cortex-A15處理器隸屬于Cortex-A系列，基于ARMv7-A架構(gòu)。

Cortex-A53、Cortex-A57兩款處理器屬于Cortex-A50系列，首次采用64位ARMv8架構(gòu)。

2020年ARM最近發(fā)布了一款全新的CPU架構(gòu)Cortex-A78，是基于ARMv8.2指令集。

三、什么是SOC？

SoC的全稱叫做：System-on-a-Chip ，中文的的意思就是“把系統(tǒng)都做在一個(gè)芯片上 ”。

SoC上集成了很多手機(jī)上最關(guān)鍵的部件 ，比如CPU 、GPU 、內(nèi)存 、也就說雖然它在主板上的存在是一個(gè)芯片，但是它里邊可是由很多部件封裝組成的。

比如通常我們所說的高通801，麒麟950.三星的exynos 4412，A6等等都只是系統(tǒng)部件打包封裝（SoC）后的總稱。然而各家的打包封裝的內(nèi)容則不盡相同，原因也不盡相同。

經(jīng)典的ARM系統(tǒng)級(jí)芯片或所謂的Soc 包含許多組件，其中只有一些直接源自ARM。
首先，核心本身通常深度嵌入在設(shè)備內(nèi)部，在設(shè)備范疇內(nèi)通常不直接可見，而調(diào)試端口通常是唯一和核心本身相連的外露部分，有一些粘合邏輯，如時(shí)鐘和復(fù)位集成電路。

由于 ARM 核心只有兩個(gè)中斷輸入，最常見的外設(shè)就是某種中斷控制器，在外設(shè)內(nèi)部，各組件通過芯片上互聯(lián)總線架構(gòu)相互連接，對(duì)于極大多數(shù)基于ARM的設(shè)備而言，這就是標(biāo)準(zhǔn)的 AMBA 互聯(lián)。

AMBA 指定了兩個(gè)總線，稱為AXI的高性能系統(tǒng)總線 ，和稱為APB的低功耗外設(shè)總線 ，APB通常用于連接所有外設(shè)，AXI則用于存儲(chǔ)器和其他發(fā)高速設(shè)備 ，大多數(shù)設(shè)備都有一定數(shù)量的芯片上存儲(chǔ)以及連接外設(shè)存儲(chǔ)器設(shè)備的接口，但是注意，與設(shè)備的外部連接并不是AMBA總線，這僅在設(shè)備內(nèi)部使用，并不外露。

四、舉例：Exynos 4412 SCP

下面我們以 三星的Exynos（獵戶座） 4412 SCP為例，來講解這幾個(gè)概念。

• 三星的Exynos 4412 SCP 是一款基于Cortex-A9的SOC；

• 如下圖所示，Exynos 4412包含了4個(gè)Cortex-A9的處理器（核）；

• Cortex-A9是基于ARMv7-A架構(gòu)（指令集）的。
  

由上圖可知，exynos 4412除了包含4個(gè)Cortex-A9核，
還包括大量的外設(shè)控制器：DRAM Controller、SROM Controller、Camera IF、JPEG、GPS/GLONASS、Power Management、USB Host、I2C、UART、SPI等。

和三星相同的其他和arm合作的各大廠商通常會(huì)把它的CPU和各類外圍IP都放到一起，然后自己拿著圖紙去流片，生產(chǎn)出來的也是一個(gè)正方形，下面有很多引腳，這個(gè)東西不僅包含了CPU，還包含了其他的控制器，這個(gè)東西就叫做SOC（system on chip）。

如下圖所示，就是三星最終生產(chǎn)的Exynos 4412 ，當(dāng)然了，光有這個(gè)soc還無法運(yùn)行安卓，還需要借助外圍大量的外設(shè)才能最終形成一個(gè)完整的系統(tǒng)，但是大部分最復(fù)雜的硬件部分模塊都已經(jīng)集成到了這個(gè)soc中。

五、總結(jié)

下面我們總結(jié)下這些概念：

1. ARM公司的名字 ，叫ARM：Advanced RISC Machines；
2. ARM前身Acorn公司設(shè)計(jì)的第一款微處理器，叫ARM：Acorn RISC Machine；
3. ARM處理器名字 ：以前叫ARM9、ARM11, 新的命名規(guī)則改以Cortex命名，分別是Cortex-A，Cortex-R，Cortex-M；這三個(gè)字母A、R、M合到一起又是ARM。
4. ARM指令集 ，就是ARM架構(gòu)，比如ARMv8，每個(gè)處理器都需要依賴一定的ARM架構(gòu)來設(shè)計(jì)；
5. **SOC：**各大廠商買來ARM的授權(quán)，得到ARM處理器的源代碼，而后自己搞一些外圍設(shè)備的IP（或者買或者自己設(shè)計(jì)），組成一個(gè)SOC，比如三星的Exynos 4412，華為的麒麟990。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的什么是ARM？_arm开发板(分别是什么意思)的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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