conrtex 和 ARM 的关系
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3.1.1 ARM內(nèi)核特點
ARM處理器為RISC芯片，其簡單的結(jié)構(gòu)使ARM內(nèi)核非常小，這使得器件的功耗也非常低。它具有經(jīng)典RISC的特點：
* 大的、統(tǒng)一的寄存器文件；
* 簡單的尋址模式；
* 統(tǒng)一和固定長度的指令域，3地址指令格式，簡化了指令的譯碼。編譯開銷大，盡可能優(yōu)化，采用三地址指令格式、較多寄存器和對稱的指令格式便于生成優(yōu)化代碼；
* 單周期操作，ARM指令系統(tǒng)中的指令只需要執(zhí)行簡單的和基本的操作，因此其執(zhí)行過程在一個機器周期內(nèi)完成；
* 固定的32位長度指令，指令格式固定為32位長度，這樣使指令譯碼結(jié)構(gòu)簡單，效率提高；
* 采用指令流水線技術(shù)。
3.1.2 ARM內(nèi)核體系結(jié)構(gòu)
ARM架構(gòu)自誕生至今，已經(jīng)發(fā)生了很大的演變，至今已定義了7種不同的版本：
V1版架構(gòu)：該架構(gòu)只在原型機ARM1出現(xiàn)過，其基本性能包括基本的數(shù)據(jù)處理指令（無乘法）、字節(jié)、半字和字的Load/Store指令、轉(zhuǎn)移指令，包括子程序調(diào)用及鏈接指令、軟件中斷指令、尋址空間64MB。
V2版架構(gòu)：該版架構(gòu)對V1版進行了擴展，如ARM2與ARM3(V2a版)架構(gòu)，增加的功能包括乘法和乘加指令、支持協(xié)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。
V3版架構(gòu)：該版對ARM體系結(jié)構(gòu)作了較大的改動，把尋址空間增至32位(4GB)，增加了當(dāng)前程序狀態(tài)寄存器CPSR和程序狀態(tài)保存寄存器 SPSR以便于異常處理。增加了中止和未定義2種處理器模式。ARM6就采用該版結(jié)構(gòu)。指令集變化包括增加了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。
V4版架構(gòu)：V4版結(jié)構(gòu)是目前最廣泛應(yīng)用的ARM體系結(jié)構(gòu)，對V3版架構(gòu)進行了進一步擴充，有的還引進了16位的Thumb指令集，使ARM使用更加靈活。ARM7、ARM9和StrongARM都采用了該版結(jié)構(gòu)。其指令集中增加的功能包括符號化和非符號化半字及符號化字節(jié)的存/取指令、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(tǒng)模式引進特權(quán)方式時使用用戶寄存器操作、把一些未使用的指令空間捕捉為未定義指令。
V5版架構(gòu)：在V4版基礎(chǔ)上增加了一些新的指令。ARM10和XScale都采用該版架構(gòu)。這些新增指令有帶有鏈接和交換的轉(zhuǎn)移BLX指令、計數(shù)前導(dǎo)零計數(shù)CLZ指令、BRK中斷指令、增加了信號處理指令（V5TE版）、為協(xié)處理器增加更多可選擇的指令。
V6版架構(gòu)：ARM體系架構(gòu)V6是2001年發(fā)布的。基本特點包括100%與以前的體系兼容、SIMD媒體擴展，使媒體處理速度快1.75倍、改進了的內(nèi)存管理，使系統(tǒng)性能提高30%、改進了的混合端(Endian)與不對齊數(shù)據(jù)支持，使得小端系統(tǒng)支持大端數(shù)據(jù)（如TCP/IP），許多RTOS是小端的、為實時系統(tǒng)改進了中斷響應(yīng)時間，將最壞情況下的35周期改進到了11個周期。
V7版架構(gòu):ARM體系架構(gòu)V7是2005年發(fā)布的。它使用了能夠帶來更高性能、功耗效率和代碼密度的Thumb-2技術(shù)。它首次采用了強大的信號處理擴展集，對H.264和MP3等媒體編解碼提供加速。Cortex-M3處理器采用的就是V7版的結(jié)構(gòu)。
ARM處理器核使用的體系結(jié)構(gòu)如表3.1所示。
表3.1 ARM核心采用的體系結(jié)構(gòu)
表3.1 ARM核心采用的體系結(jié)構(gòu)
3.1.3 ARM內(nèi)核種類
在高性能的32位嵌入式片上系統(tǒng)（SoC=System on Chip）設(shè)計中，幾乎都是以ARM作為處理器核。ARM核已是現(xiàn)在嵌入式SoC系統(tǒng)芯片的核心，也是現(xiàn)代嵌入式系統(tǒng)發(fā)展的方向。ARM處理器核作為基本處理單元，根據(jù)發(fā)展需求還集成了與處理器核密切相關(guān)的功能模塊，如Cache存儲器和存儲器管理MMU硬件，這些基于微處理器核并集成這些 IP(Intelligence Property)核的標(biāo)準(zhǔn)配置的ARM核都具有基本處理器的配置，這些內(nèi)核稱為處理器核。基于ARM的處理器核簡稱ARM核，核并不是芯片，ARM核與其它部件如RAM、ROM、片內(nèi)外設(shè)組合在一起才能構(gòu)成現(xiàn)實的芯片，例如LPC2290、S3C44B0X、AT91FR40162分別是 Philips（荷蘭飛利浦公司）、Samsung（韓國三星公司）、Atmel（美國愛特梅爾公司）基于ARM公司ARM7TMDI核的嵌入式微處理器芯片。
ARM公司開發(fā)了很多系列的ARM處理器核，在表3.1中可以看出，目前最新的系列是ARM Cortex系列，下面我們將對ARM各內(nèi)核做簡單介紹。
首先介紹一下ARM核的命名規(guī)則及含義如圖3.2所示。
圖3.2 ARM核的命名規(guī)則及含義
1).ARM7系列
ARM7體系結(jié)構(gòu)具有三級流水、空間統(tǒng)一的指令與數(shù)據(jù)Cache、平均功耗為0.6mW/MHz、時鐘速度為66MHz、每條指令平均執(zhí)行1.9個時鐘周期等特性。其中的ARM710、ARM720和ARM740為內(nèi)帶Cache的ARM核。ARM7指令集同Thumb指令集擴展組合在一起，可以減少內(nèi)存容量和系統(tǒng)成本，同時，它還利用嵌入式ICE調(diào)試技術(shù)來簡化系統(tǒng)設(shè)計，并用一個DSP增強擴展來改進性能。ARM7體系結(jié)構(gòu)是小型、快速、低能耗、集成式的RISC內(nèi)核結(jié)構(gòu)。該產(chǎn)品的典型用途是數(shù)字蜂窩電話和硬盤驅(qū)動器等，目前主流的ARM7內(nèi)核是ARM7TDMI、ARM7TDMI-S、 ARM7EJ-S、ARM720T。現(xiàn)在市場上用得最多的ARM7處理器有思智浦公司的LPC2000系列微控制器、Samsung公司的 S3C44BOX與S3C4510處理器、Atmel公司的AT91FR40162系列處理器、Cirrus公司的EP73xx系列等。該系列包括 ARM7TDMI、ARM7TDMI-S、帶有高速緩存處理器宏單元的ARM720T和擴充了Jazelle的ARM7EJ-S等。這些處理器提供 Thumb16位壓縮指令集和EmbededICE軟件調(diào)試方式，適用于更大規(guī)模的SoC設(shè)計中。
ARM7系列廣泛應(yīng)用于多媒體和嵌入式設(shè)備，包括互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)和調(diào)制解調(diào)器設(shè)備，以及移動電話、PDA等無線設(shè)備。
2).ARM9E系列
ARM9處理器采用ARMV4T（哈佛）體系結(jié)構(gòu)。這種體系結(jié)構(gòu)由于程序和數(shù)據(jù)存儲器在兩個分開的物理空間中，因而取指和執(zhí)行能完全重疊。ARM9 采用五級流水處理及分離的Cache結(jié)構(gòu)，平均功耗為0.7mW/MHz。時鐘速度為120MHz~200MHz，每條指令平均執(zhí)行1.5個時鐘周期。與 ARM7處理器系列相似，其中的ARM920、ARM940和ARM9E處理器均為含有Cache的CPU核，性能為132MIPS（120MHz時鐘，3.3V供電）或220MIPS（200MHz時鐘）。ARM9處理器同時也配備Thumb指令擴展、調(diào)試和Harvard總線。在生產(chǎn)工藝相同的情況下，性能是ARM7TDMI處理器的兩倍之多。常用于無線設(shè)備、儀器儀表、聯(lián)網(wǎng)設(shè)備、機頂盒設(shè)備、高端打印機及數(shù)碼相機應(yīng)用中。ARM9E內(nèi)核是在 ARM9內(nèi)核的基礎(chǔ)上增加了緊密耦合存儲器TCM及DSP部分。目前主流的ARM9內(nèi)核是ARM920T、ARM922T、ARM940。相關(guān)的處理器芯片有Samsung公司的S3C2510、Cirrus公司的EP93xx系列等。主流的ARM9E內(nèi)核是ARM926EJ-S、ARM946E-S、 ARM966E-S等。
3).ARM10系列
ARM10E處理器采用ARMVST體系結(jié)構(gòu)，可以分為六級流水處理，采用指令與數(shù)據(jù)分離的Cache結(jié)構(gòu)，平均功耗1000mW，時鐘速度為 300MHz，每條指令平均執(zhí)行1.2個時鐘周期。ARM10TDMI與所有ARM核在二進制級代碼中兼容，內(nèi)帶高速32×16 MAC，預(yù)留DSP協(xié)處理器接口。其中的VFP10（向量浮點單元）為七級流水結(jié)構(gòu)。其中的ARM1020T處理器則是由ARMl0TDMI、32KB指令、數(shù)據(jù)Caches及MMU部分構(gòu)成的。其系統(tǒng)時鐘高達(dá)300MHz時鐘，指令Cache和數(shù)據(jù)Cache分別為32KB，數(shù)據(jù)寬度為64位，能夠支持多種商用操作系統(tǒng)，適用于下一代高性能手持式因特網(wǎng)設(shè)備及數(shù)字式消費類應(yīng)用。主流的ARM10內(nèi)核是ARM1020E、ARM1022E、 ARM1026EJ-S等。
該系列包括ARM1020E和ARM1020E處理器核，其核心在于使用向量浮點（VFP）單元VFP10提供高性能的浮點解決方案，從而極大提高了處理器的整型和浮點運算性能。可以用于視頻游戲機和高性能打印機等場合。
4).SecureCore系列
SecurCore系列處理器提供了基于高性能的32位RISC技術(shù)的安全解決方案，該系列處理器具有體積小、功耗低、代碼密度大和性能高等特點。另外最為特別的就是該系列處理器提供了安全解決方案的支持。采用軟內(nèi)核技術(shù)，以提供最大限度的靈活性，以及防止外部對其進行掃描探測，提供面向智能卡的和低成本的存儲保護單元MPU，可以靈活地集成用戶自己的安全特性和其他的協(xié)處理器，目前包括有SC100、SC110、SC200、SC210計4種產(chǎn)品。
5).StrongARM系列和XScale系列
StrongARM處理器采用ARMV4T的五級流水體系結(jié)構(gòu)。目前有SA110、SA1100、SA1110等3個版本以及Intel公司的基于 ARMv5TE體系結(jié)構(gòu)的XScale PXA27x系列處理器，與StrongARM相比增加了I/D Cache，并且加入了部分DSP功能，更適合于移動多媒體應(yīng)用。2006年，Intel公司將XScale處理器出售給了Marvell公司。
6).ARM11處理器
ARM11處理器系列可以在使用130nm工藝技術(shù)、小至2.2mm2芯片面積和低至0.24mW/MHz的前提下達(dá)到高達(dá)500MHz的性能表現(xiàn)。ARM11處理器系列以眾多消費產(chǎn)品市場為目標(biāo)，推出了許多新的技術(shù)，包括針對媒體處理的SIMD，用以提高安全性能的TrustZone技術(shù)，智能能源管理（IEM），以及需要非常高的、可升級的超過2600 Dhrystone 2.1 MIPS性能的系統(tǒng)多處理技術(shù)。主要的ARM11處理器有ARM1136JF-S、ARM1156T2F-S、ARM1176JZF-S、ARM11 MCORE等多種。
7).ARM Cortex系列處理器
ARM Cortex系列處理器是基于ARMv7架構(gòu)，又分為Cortex-M、Cortex-R和Cortex-A三類，ARM Cortex系列的三款產(chǎn)品全都集成了Thumb?-2指令集，可滿足各種不同的日益增長的市場需求。ARM Cortex系列的三款處理器瞄準(zhǔn)的領(lǐng)域如下：
* ARM Cortex-A系列:針對復(fù)雜操作系統(tǒng)以及用戶應(yīng)用設(shè)計的應(yīng)用處理器；
* ARM Cortex-R系列:實時系統(tǒng)專用嵌入式處理器；
* ARM Cortex-M系列:針對微控制器和低成本應(yīng)用專門優(yōu)化的深嵌入式處理器。
Cortex-M3是首款基于ARMv7-M架構(gòu)的處理器，是專門瞄準(zhǔn)對功耗和成本敏感的嵌入式應(yīng)用實現(xiàn)高性能而設(shè)計的，它大大簡化了可編程的復(fù)雜性，使 ARM架構(gòu)成為各種應(yīng)用方案（即使是最簡單的方案）的上佳選擇。
轉(zhuǎn)載于:https://www.cnblogs.com/yanglin1228/archive/2011/04/18/4812064.html
總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的conrtex 和 ARM 的关系的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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