ARM處理器

ARM處理器是Acorn有限公司面向低預算市場設計的第一款RISC微處理器。全稱為Acorn RISC Machine。ARM處理器本身是32位設計，但也配備16位指令集，一般來講比等價32位代碼節省達35%，卻能保留32位系統的所有優勢。和同等的非Java加速核相比功耗降低80%。ARM還提供兩個前沿特性來輔助帶深嵌入處理器的高集成SoC器件的調試，它們是嵌入式ICE-RT邏輯和嵌入式跟蹤宏核(ETMS)系列。

特點：

1、體積小、低功耗、低成本、高性能；

2、支持Thumb（16位）/ARM（32位）雙指令集，能很好的兼容8位/16位器件；

3、大量使用寄存器，指令執行速度更快；

4、大多數數據操作都在寄存器中完成；

5、尋址方式靈活簡單，執行效率高；

6、指令長度固定。

ARM處理器重要內核版本介紹:

1、ARM7處理器：

ARM7處理器采用了ARMV4T（馮·諾依曼）體系結構，這種體系結構將程序指令存儲器和數據存儲器合并在一起。

特點：（1）小型、快速、低能耗、集成式的RISC內核結構。

（2）具有三級流水、空間統一的指令與數據Cache、平均功耗為0.6mW/MHz、時鐘速度為66MHz、每條指令平均執行1.9個時鐘周期等特性。

（3）程序和數據共用一個存儲空間，采用單一的地址及數據總線，程序指令和數據的寬度相同。

用途：數字蜂窩電話和硬盤驅動器等。

主流內核：ARM7TDMI、ARM7TDMI-S、ARM7EJ-S、ARM720T

市場常見的處理器：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。大部分手機基帶部分的應用處理器。CDMA模塊、GPRS模塊和GPS等通信模塊。

2、ARM9、ARM9E處理器：

ARM9處理器采用ARMV4T（哈佛）體系結構，這種體系結構是一種將程序指令存儲和數據存儲分開的存儲器結構，是一種并行體系結構。

特點：（1）程序和數據存儲在不同的存儲空間中，即程序存儲器和數據存儲器。

（2）每個存儲器獨立編址、獨立訪問。與兩個存儲器相對應的是系統中的4套總線，程序的數據總線和地址總線，數據的數據總線和地址總線。

（3）分離的程序總線和數據總線可允許在一個機器周期內同時獲取指令字和操作數，從而提高了執行速度，使數據的吞吐量提高了一倍。取指和執行能完全重疊。

（4）ARM9采用五級流水處理及分離的Cache結構，平均功耗為0.7mW/MHz。時鐘速度為120MHz~200MHz，每條指令平均執行1.5個時鐘周期。同時也配備Thumb指令擴展、調試和Harvard總線。

（5）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）。

用途：無線設備、儀器儀表、聯網設備、機頂盒設備、高端打印機及數碼相機應用中。

主流內核：ARM920T、ARM922T、ARM940。

相關處理器芯片：Samsung公司的S3C2510、Cirrus公司的EP93xx系列等。主流的ARM9E內核是ARM926EJ-S、ARM946E-S、ARM966E-S等。常見的PDA，比如說PocketPC中一般都是用ARM9處理器，其中以Samsung公司的S3C2410處理器居多。

3、ARM10E處理器：

采用ARMVST體系結構，可以分為六級流水處理，采用指令與數據分離的Cache結構，平均功耗1000mW，時鐘速度為300MHz，每條指令平均執行1.2個時鐘周期。

特點：（1）ARM10TDMI與所有ARM核在二進制級代碼中兼容，內帶高速32×16 MAC，預留DSP協處理器接口。

（2）VFP10（向量浮點單元）為七級流水結構。其中的ARM1020T處理器則是由ARMl0TDMI、32KB指令、數據Caches及MMU部分構成的。

（3）系統時鐘高達300MHz時鐘，指令Cache和數據Cache分別為32KB，數據寬度為64位，能夠支持多種商用操作系統。

用途：適用于下一代高性能手持式因特網設備及數字式消費類應用。

主流內核：ARM1020E、ARM1022E、ARM1026EJ-S等。

4、SecurCore處理器：

SecurCore系列處理器提供了基于高性能的32位RISC技術的安全解決方案。

特點：（1）體積小、功耗低、代碼密度大和性能高等。

（2）該系列處理器提供了安全解決方案的支持。采用軟內核技術，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。

（3）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處理器。

產品：SC100、SC110、SC200、SC210

5、StrongARM處理器：

StrongARM處理器采用ARMV4T的五級流水體系結構。

產品：SA110、SA1100、SA1110。大部分智能手機的核心處理器就是XScale系列處理器。

另外Intel公司的基于ARMv5TE體系結構的XScalePXA27x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用。

6、ARM11處理器：

主要處理器：ARM1136JF-S、ARM1156T2F-S、ARM1176JZF-S、ARM11MCORE等多種。

用途：（1）可以在使用130nm代工廠技術、小至2.2mm2芯片面積和低至0.24mW/MHz的前提下達到高達500MHz的性能表現。

（2）以眾多消費產品市場為目標，推出了許多新的技術，包括針對媒體處理的SIMD，用以提高安全性能的TrustZone技術，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 性能的系統多處理技術。