一直以来,ARM架构都是大家的关注焦点之一。因此针对大家的兴趣点所在,小编将为大家带来ARM架构的相关介绍,详细内容请看下文。
一、ARM架构
ARM架构,曾称进阶精简指令集机器(Advanced RISC Machine)更早称作Acorn RISC Machine,是一个32位精简指令集(RISC)处理器架构。还有基于ARM设计的派生产品,重要产品包括Marvell的XScale架构和德州仪器的OMAP系列。
ARM家族占比所有32位嵌入式处理器的75%,成为占全世界最多数的32位架构。
ARM处理器广泛使用在嵌入式系统设计,低耗电节能,非常适用移动通讯领域。消费性电子产品,例如可携式装置(PDA、移动电话、多媒体播放器、掌上型电子游戏,和计算机),电脑外设(硬盘、桌上型路由器),甚至导弹的弹载计算机等军用设施。
较新的ARM处理器有一种16-bit指令模式,叫做Thumb,也许跟每个条件式执行指令均耗用4位的情形有关。在Thumb模式下,较小的opcode有更少的功能性。例如,只有分支可以是条件式的,且许多opcode无法存取所有CPU的暂存器。然而,较短的opcode提供整体更佳的编码密度(注:意指程式码在内存中占的空间),即使有些运算需要更多的指令。特别在内存埠或总线宽度限制在32 以下的情形时,更短的Thumb opcode能更有效地使用有限的内存带宽,因而提供比32位程式码更佳的效能。典型的嵌入式硬件仅具有较小的32-bit datapath寻址范围以及其他更窄的16 bits寻址(例如Game Boy Advance)。在这种情形下,通常可行的方案是编译成 Thumb 程式码,并自行最佳化一些使用(非Thumb)32位指令集的CPU相关程式区,因而能将它们置入受限的32-bit总线宽度的内存中。
相比其他处理器,ARM架构最大的特点是其低功耗。这是因为ARM处理器采用了精简指令集(RISC)的设计,指令集非常小,只包含基本的计算和存储操作,使得ARM处理器能够快速执行指令并在短时间内完成任务,从而减少了功耗。此外,ARM处理器的多层流水线结构和分支预测技术也能够有效地减少功耗。
除了低功耗,ARM架构还具有高性能和灵活性的特点。ARM处理器可以实现多核并发,支持硬件加速和DSP指令,可以有效地提高处理性能。同时,ARM处理器还支持各种操作系统和软件平台,具有很强的兼容性,可以满足不同设备的需求。
二、ARM架构作用
ARM应用领域广泛,目前主要有手机、PC、服务器、汽车、物联网、人工智能解决方案等。从移动端到PC端、服务器端再到汽车端、IoT端,ARM架构正在逐步走向一个庞大的生态系统。预计到2035年,将有超过1万亿台智能电子设备实现互联,从各种传感器、门禁卡、手机、家电、汽车,到工业机械、通信基站、数据中心、云服务器,基于Arm架构的芯片无处不在。除此以外,ARM架构的作用还可以用在以下方面:
工业控制领域:作为32 的RISC 架构,基于ARM 核的微控制器芯片不但占据了高端微控制器市场的大部分市场份额,同时也逐渐向低端微控制器应用领域扩展,ARM 微控制器的低功耗、高性价比,向传统的8 位/16 位微控制器提出了挑战。
无线通讯领域:目前已有超过85%的无线通讯设备采用了ARM 技术, ARM 以其高性能和低成本,在该领域的地位日益巩固。
网络设备:随着宽带技术的推广,采用ARM 技术的ADSL 芯片正逐步获得竞争优势。此外,ARM 在语音及视频处理上进行了优化,并获得广泛支持,也对DSP 的应用领域提出了挑战。
消费类电子产品:ARM 技术在目前流行的数字音频播放器、数字机顶盒和游戏机中得到广泛采用。
成像和安全产品:现在流行的数码相机和打印机中绝大部分采用ARM 技术。手机中的32位SIM 智能卡也采用了ARM 技术。
最后,小编诚心感谢大家的阅读。你们的每一次阅读,对小编来说都是莫大的鼓励和鼓舞。希望大家对ARM架构已经具备了初步的认识,最后的最后,祝大家有个精彩的一天。