ARM处理器

ARM处理器是Acorn有限公司面向低预算市场设计的第一款RISC微处理器。全称为Acorn RISC Machine。ARM处理器本身是32位设计，但也配备16位指令集，一般来讲比等价32位代码节省达35%，却能保留32位系统的所有优势。和同等的非Java加速核相比功耗降低80%。ARM还提供两个前沿特性来辅助带深嵌入处理器的高集成SoC器件的调试，它们是嵌入式ICE-RT逻辑和嵌入式跟踪宏核(ETMS)系列。

特点：

1、体积小、低功耗、低成本、高性能；

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

3、大量使用寄存器，指令执行速度更快；

4、大多数数据操作都在寄存器中完成；

5、寻址方式灵活简单，执行效率高；

6、指令长度固定。

ARM处理器重要内核版本介绍:

1、ARM7处理器：

ARM7处理器采用了ARMV4T（冯·诺依曼）体系结构，这种体系结构将程序指令存储器和数据存储器合并在一起。

特点：（1）小型、快速、低能耗、集成式的RISC内核结构。

（2）具有三级流水、空间统一的指令与数据Cache、平均功耗为0.6mW/MHz、时钟速度为66MHz、每条指令平均执行1.9个时钟周期等特性。

（3）程序和数据共用一个存储空间，采用单一的地址及数据总线，程序指令和数据的宽度相同。

用途：数字蜂窝电话和硬盘驱动器等。

主流内核：ARM7TDMI、ARM7TDMI-S、ARM7EJ-S、ARM720T

市场常见的处理器：Samsung公司的S3C44BOX与S3C4510处理器、Atmel公司的AT91FR40162系列处理器、Cirrus公司的EP73xx系列等。大部分手机基带部分的应用处理器。CDMA模块、GPRS模块和GPS等通信模块。

2、ARM9、ARM9E处理器：

ARM9处理器采用ARMV4T（哈佛）体系结构，这种体系结构是一种将程序指令存储和数据存储分开的存储器结构，是一种并行体系结构。

特点：（1）程序和数据存储在不同的存储空间中，即程序存储器和数据存储器。

（2）每个存储器独立编址、独立访问。与两个存储器相对应的是系统中的4套总线，程序的数据总线和地址总线，数据的数据总线和地址总线。

（3）分离的程序总线和数据总线可允许在一个机器周期内同时获取指令字和操作数，从而提高了执行速度，使数据的吞吐量提高了一倍。取指和执行能完全重叠。

（4）ARM9采用五级流水处理及分离的Cache结构，平均功耗为0.7mW/MHz。时钟速度为120MHz~200MHz，每条指令平均执行1.5个时钟周期。同时也配备Thumb指令扩展、调试和Harvard总线。

（5）ARM920、ARM940和ARM9E处理器均为含有Cache的CPU核，性能为132MIPS（120MHz时钟，3.3V供电）或220MIPS（200MHz时钟）。

用途：无线设备、仪器仪表、联网设备、机顶盒设备、高端打印机及数码相机应用中。

主流内核：ARM920T、ARM922T、ARM940。

相关处理器芯片：Samsung公司的S3C2510、Cirrus公司的EP93xx系列等。主流的ARM9E内核是ARM926EJ-S、ARM946E-S、ARM966E-S等。常见的PDA，比如说PocketPC中一般都是用ARM9处理器，其中以Samsung公司的S3C2410处理器居多。

3、ARM10E处理器：

采用ARMVST体系结构，可以分为六级流水处理，采用指令与数据分离的Cache结构，平均功耗1000mW，时钟速度为300MHz，每条指令平均执行1.2个时钟周期。

特点：（1）ARM10TDMI与所有ARM核在二进制级代码中兼容，内带高速32×16 MAC，预留DSP协处理器接口。

（2）VFP10（向量浮点单元）为七级流水结构。其中的ARM1020T处理器则是由ARMl0TDMI、32KB指令、数据Caches及MMU部分构成的。

（3）系统时钟高达300MHz时钟，指令Cache和数据Cache分别为32KB，数据宽度为64位，能够支持多种商用操作系统。

用途：适用于下一代高性能手持式因特网设备及数字式消费类应用。

主流内核：ARM1020E、ARM1022E、ARM1026EJ-S等。

4、SecurCore处理器：

SecurCore系列处理器提供了基于高性能的32位RISC技术的安全解决方案。

特点：（1）体积小、功耗低、代码密度大和性能高等。

（2）该系列处理器提供了安全解决方案的支持。采用软内核技术，以提供最大限度的灵活性，以及防止外部对其进行扫描探测。

（3）提供面向智能卡的和低成本的存储保护单元MPU，可以灵活地集成用户自己的安全特性和其他的协处理器。

产品：SC100、SC110、SC200、SC210

5、StrongARM处理器：

StrongARM处理器采用ARMV4T的五级流水体系结构。

产品：SA110、SA1100、SA1110。大部分智能手机的核心处理器就是XScale系列处理器。

另外Intel公司的基于ARMv5TE体系结构的XScalePXA27x系列处理器，与StrongARM相比增加了I/D Cache，并且加入了部分DSP功能，更适合于移动多媒体应用。

6、ARM11处理器：

主要处理器：ARM1136JF-S、ARM1156T2F-S、ARM1176JZF-S、ARM11MCORE等多种。

用途：（1）可以在使用130nm代工厂技术、小至2.2mm2芯片面积和低至0.24mW/MHz的前提下达到高达500MHz的性能表现。

（2）以众多消费产品市场为目标，推出了许多新的技术，包括针对媒体处理的SIMD，用以提高安全性能的TrustZone技术，智能能源管理（IEM），以及需要非常高的、可升级的超过2600 Dhrystone 2.1 MIPS 性能的系统多处理技术。