筆記 ARM架構和ARM晶元(一)

2021-08-26 15:40:21 字數 2566 閱讀 8892

arm經營模式:ip**

arm holdings 是全球領先的半導體智財權 (ip) 提供商,並因此在數字電子產品的開發中處於核心地位。arm 公司的總部位於英國劍橋,它擁有 1700 多名員工,在全球設立了多個辦事處,其中包括比利時、法國、印度、瑞典和美國的設計中心。

arm的經營模式在於**其半導體智財權核心(ip core),授權廠家依照設計製作出建構於此核的微控制器和**處理器。也就是arm自己不製造晶元,將其技術智財權(ip)授權給世界上許多著名的半導體廠,其中包括intel、ibm、lg半導體、nec、sony、飛利浦、atmel、broadcom、cirrus logic、freescale等,具體的arm晶元是授權廠家製作。

arm 的商業模式主要涉及 ip 的設計和許可,而非生產和銷售實際的半導體晶元。公司向合作夥伴(包括世界領先的半導體公司和系統公司)授予 ip 許可證。這些合作夥伴可利用 arm 的 ip 設計創造和生產片上系統設計,但需要向 arm 支付原始 ip 的許可費用並為每塊生產的晶元或晶元交納版稅。除了處理器 ip 外,公司還提供了一系列工具、物理和系統 ip 來優化片上系統設計。

正因為 arm 的 ip 多種多樣以及支援基於 arm 的解決方案的晶元和軟體體系十分龐大,全球領先的原始裝置製造商 (oem) 都在廣泛使用 arm 技術,應用領域涉及手機、數字機頂盒以及汽車制動系統和網路路由器。當今,全球 95% 以上的手機以及超過四分之一的電子裝置都在使用 arm 技術。

一些歷史

1983:正式的acorn risc machine project於1983.10月啟動。這個團隊由roger wilson和steve furber帶領,著手開發一種新架構,類似高階的mos technology 6502處理器。6502的記憶體訪問架構允許開發者生產更快的機器而無需直接直接訪問硬體記憶體。

1985:arm1。arm合作夥伴vlsi公司,在1985.4.26生產第一款arm晶元,稱為arm1。這是acorn computer group 開發出全球第一款商業 risc 處理器。

1986:arm2。首顆"真正"的產能型arm2於2023年量產。

1987:acorn 的 arm 處理器作為低成本 pc 的第一款 risc 處理器亮相。

arm2具有32位的資料匯流排、26位的定址空間,27個32位的暫存器,並提供64 mbyte的定址範圍與16個32-bit的暫存器。程式計數器限制為24bit,因為這個32bit的暫存器其前面6 bits和後面2 bits用來儲存處理器狀態標記(processor status flags)。arm2可能是全世界最簡單實用的32位微處理器,其僅容納了30,000個電晶體(相較於motorola六年後的68000其包含了68,000顆)。之所以精簡的原因在於它不含微碼(這大概佔了68000電晶體的1/4至1/3),而與當時大多數的cpu相同,它沒有包含任何的快取記憶體。這個精簡的特色使它只需消耗很少的電能,卻能發揮比 intel 80286 更好的效能。後繼的處理器arm3更備有4kb的快取記憶體,使它能發揮更佳的效能。

在2023年代晚期,蘋果電腦開始與acorn電腦合作開發新版的arm核心。

在這些變革之後,核心部份卻大多維持一樣的大小。arm2有30,000顆電晶體,但arm6卻也只增長到35,000顆。主要概念是以odm的方式,使arm核心能搭配一些選配的零件而製成一顆完整的cpu,而且可在現有的晶圓廠裡製作並以低成本的方式達到很大的效能。

1993:arm 推出 arm7 核心

1995:arm 發布 thumb 架構擴充套件,以在 16 位系統成本的基礎上提供 32 位的 risc 效能,並且提供業界領先的**密度

1997:發布 arm9tdmi 系列。

1998:arm 開發了可合成的 arm7tdmi 核心版本

1999:arm 發布可合成的 arm9e 處理器,提高了訊號的處理能力

2001:arm 發布新型 armv6 架構,arm 在 32 位嵌入式 risc 微處理器市場的份額已增至 76.8%

2002:arm 發布 arm11 微架構,arm 宣布到目前為止已銷售 10 億多顆微處理器核

2003:成立了 arm connected community,發布 trustzone 技術,該技術為 arm 核心提供了乙個安全平台

2004:arm 發布基於 armv7 架構的 cortex 處理器系列。同時發布作為新型處理器系列中首款的 arm cortex-m3;arm 發布作為新型 cortex 處理器核心系列中首款的 cortex-m3 處理器;發布第一款整合多處理器,即 mpcore 多處理器。

2005:arm 發布 cortex-a8 處理器

2007:發布了 arm cortex-m1 處理器,它是第一款專為 fpga 中的實現設計的 arm 處理器,arm 推出 cortex-a9 處理器以實現可擴充套件性能和低功耗設計。

2008:arm mali-200 gpu 全球第乙個實現在 1080p hdtv 解析度下符合 khronos open gl es 2.0 標準的產品。

2009:arm 宣布實現具有 2ghz 頻率的 cortex-a9 雙核處理器

2010:arm 為實現高效能的數碼訊號控制推出了 cortex-m4 處理器。

今天是wiki暫停的一台,感謝wiki的知識分享。

ARM核心架構

接下來我們可以討論arm核心架構,這裡我提一下,為啥討論這個arm,因為筆者最先接觸和知道這個,riscv熟悉了我後面會補上這個內容,毫不誇張的說,riscv可能也會像linux那樣成功引領乙個時代的發展。廢話不扯多了,前面繞了個大圈子再回來講了這個arm架構,主要目的是也是為了講這個作一些鋪墊,a...

ARM架構和程式設計 4

arm中斷異常處理 arm系統中止品種 按中斷處理降序排列優先順序 重置 資料訪問中止 高速中斷請求 外部中斷請求 預取中止 令 軟體中斷。arm體系中的異常中斷向量表 0x0 復位 0x4 沒有定義指令 0x8 軟體中斷 swi 0x0c 預取指中止 0x10 資料訪問中止 0x14 保留 0x1...

Arm學習筆記(一)

arm晶元具有risc體系的一般優點,比如 arm體系採用了一些特別的技術,在保證高效能的同時盡量減小晶元體積,降低晶元功耗 執行模式 使用者模式 系統模式 5種異常模式 通用暫存器 r0 r7 未備份暫存器 r8 r14 備份暫存器 r13通常用作棧指標 r14為連線暫存器 r15為程式計數器pc...