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ARM内核架构编年简史

  • 发布: 痞子衡
  • 来源: 痞子衡嵌入式
  • 时间:2018-03-22 14:32

众所周知,ARM公司是一家微处理器行业的知名企业,ARM公司本身并不靠自有的设计来制造或出售CPU,而是将处理器架构授权给有兴趣的厂家。这些厂家基本涵盖了全球领先的知名半导体企业、软件和OEM厂商:TI, NXP, ST, Infineon, ADI, Cypress;Atollic,IAR system,FreeRTOS,SEGGER等。

1.ARM内核体系架构历史

ARM是Advanced RISC Machines的缩写。ARM架构是一个32位精简指令集(RISC)处理器架构,其广泛地使用在许多嵌入式系统设计。

迄今为止(2016年)ARM架构已经发展到了第八代ARMv8,在了解最新架构之前有必要重温一下ARM架构发展史:

1985年,ARMv1架构诞生,该版架构只在原型机ARM1出现过,只有26位的寻址空间(64MB),没有用于商业产品。

1986年,ARMv2架构诞生,首颗量产的ARM处理器ARM2就是基于该架构,包含了对32位乘法指令和协处理器指令的支持,但同样仍为26位寻址空间。其后还出现了变种ARMv2a,ARM3即采用了ARMv2a,是第一片采用片上Cache的ARM处理器。

1990年,ARMv3架构诞生,第一个采用ARMv3架构的微处理器是ARM6(610)以及ARM7,其具有片上高速缓存、MMU和写缓冲,寻址空间增大到32位(4GB)。

1993年,ARMv4架构诞生,这个架构被广泛使用,ARM7(7TDMI)、ARM8、ARM9(9TDMI)和StrongARM采用了该架构。ARM在这个系列中引入了T变种指令集,即处理器可工作在Thumb状态,增加了16位Thumb指令集。


1998年,ARMv5架构诞生,ARM7(EJ)、ARM9(E)、ARM10(E)和Xscale采用了该架构,这版架构改进了ARM/Thumb状态之间的切换效率。此外还引入了DSP指令和支持JAVA。

2001年,ARMv6架构诞生,ARM11采用的是该架构,这版架构强化了图形处理性能。通过追加有效进行多媒体处理的SIMD将语音及图像的处理功能大大提高。此外ARM在这个系列中引入了混合16位/32位的Thumb-2指令集。


2004年,ARMv7架构诞生,从这个时候开始ARM以Cortex来重新命名处理器,Cortex-M3/4/7,Cortex-R4/5/6/7,Cortex-A8/9/5/7/15/17都是基于该架构。该架构包括NEON™技术扩展,可将DSP和媒体处理吞吐量提升高达400%,并提供改进的浮点支持以满足下一代3D图形和游戏以及传统嵌入式控制应用的需要。

2007年,在ARMv6基础上衍生了ARMv6-M架构,该架构是专门为低成本、高性能设备而设计,向以前由8位设备占主导地位的市场提供32位功能强大的解决方案。Cortex-M0/1/0+即采用的该架构。

2011年,ARMv8架构诞生,Cortex-A32/35/53/57/72/73采用的是该架构,这是ARM公司的首款支持64位指令集的处理器架构。

2015年,在ARMv6-M基础上衍生了ARMv8-M baseline,在ARMv7-M基础上衍生了ARMv8-M mainline,Cortex-M23采用的是ARMv8-M baseline架构,Cortex-M33采用的是ARMv8-M mainline。这两款处理器加入了TrustZone支持,面向IoT物联网市场。


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