ARM的概念
ARM(Advanced RISC Machines)处理器是Acorn Computer有限公司为低预算市场设计的第一款RISC微处理器。原名橡子RISC机。
ARM处理器本身是32位设计，但也配备了16位指令集。一般来说，它比同等的32位代码节省35%，但它能保留32位系统的所有优点。
ARM的Jazelle技术使Java加速实现了比基于软件的Java虚拟机(JVM)高得多的性能，并且比同等的非Java加速核心降低了80%的功耗。在CPU功能中加入DSP指令集，提供增强的16位和32位算术运算能力，提高了性能和灵活性。ARM还提供了两个领先的特性来帮助调试具有深度嵌入式处理器的高度集成的SoC设备。它们是嵌入式ICE-RT逻辑和嵌入式跟踪宏内核(ETMS)系列。
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特性
ARM处理器的三大特点是:功耗低，功能强大，16位/32位双指令集，合作伙伴多。
1，体积小，功耗低，成本低，性能高；
2.支持Thumb(16位)/ARM(32位)双指令集，能很好的兼容8位/16位设备；
3、大量使用寄存器，指令执行速度更快；
4.大多数数据操作是在寄存器中完成的；
5、寻址方式灵活简单，执行效率高；
6.指令长度是固定的。
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结构
体系结构
1 CISC(复杂指令集计算机)
CISC指令集中大约20%的指令会被重复使用，占整个程序代码的80%。剩下的80%指令不常使用，在编程中只占20%。
精简指令集计算机
RISC架构优先选择频率最高的简单指令，避免复杂指令；指令长度固定，减少了指令格式和寻址方式的种类；以控制逻辑为主，无或少用微码控制等。
RISC架构应该具有以下特征:
1采用定长指令格式，指令有2 ~ 3种基本寻址方式。
2.单周期指令用于促进流水线操作。
寄存器应用广泛，数据处理指令只对寄存器进行操作，只有加载/存储指令才能访问内存，提高指令的执行效率。
此外，ARM架构还采用了一些特殊的技术，在保证高性能的前提下，尽量减小芯片面积，降低功耗:
所有指令都可以根据之前的执行结果来执行，提高了指令的执行效率。
5.加载/存储指令可用于批量传输数据，以提高数据传输的效率。
6逻辑处理和移位处理可以在一条数据处理指令中同时完成。
7.利用地址的自动增减来提高循环处理中的运算效率。
寄存器结构
ARM处理器* * *有37个寄存器，分为几个存储体。这些寄存器包括:
1 31通用寄存器，包括程序计数器(PC指针)，都是32位寄存器。
有2个6状态寄存器，都是32位，用来标识CPU的工作状态和程序的运行状态，目前只使用了一部分。
指令结构
在较新的架构中，ARM微处理器支持两种指令集:ARM指令集和Thumb指令集。其中ARM指令长32位，Thumb指令长16位。Thumb指令集是ARM指令集的子集，但它相当于。
与ARM代码相比，可节省30% ~ 40%以上的存储空间，具有32位代码的所有优点。
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ARM处理器模式
处理器模式描述
用户模式(usr) ARM处理器的正常程序执行状态。
系统模式(sys)运行特权操作系统任务。
快速中断模式(fiq)支持高速数据传输或通道处理。
管理模式(svc)操作系统保护模式
数据访问终止模式(abt)用于虚拟内存和内存保护。
中断模式(irq)用于一般的中断处理。
未定义指令终止模式(und)支持硬件协处理器的软件模拟。
除用户模式外，其他六种模式称为非用户模式或特权模式；用户模式和系统模式以外的五种模式称为异常模式。ARM处理器的运行模式可以通过软件改变，也可以通过外部中断或异常处理来改变。
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架构扩展
当前ARM架构的扩展包括:
Thumb16位指令集，以提高代码密度；
应用算术运算指令集；
Jazeller允许直接执行Java字节码。
ARM处理器系列提供的解决方案包括:
面向无线、消费电子和图像应用的开放平台；
用于存储、自动化、工业和网络应用的嵌入式实时系统；
智能卡和SIM卡的安全应用。
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历史
197865438+2月5日，物理学家赫尔曼·豪泽(Hermann Hauser)和工程师克里斯·库里(Chris Curry)在英国剑桥创立了CPU公司，主要业务是向当地市场供应电子设备。1979年，CPU公司更名为橡子电脑公司。
起初，Acorn打算使用摩托罗拉的16位芯片，但发现它太慢和昂贵。"一台500磅的机器不可能使用100磅的CPU！"他们找Intel要80286芯片的设计资料，被拒绝了，于是被迫自己开发。
1985年，Roger Wilson和Steve Furber设计了他们的第一代32位、6M Hz处理器，Roger Wilson和Steve Furber[1]用它做了一台RISC指令集计算机，简称ARM(Acorn RISC Machine)。这就是ARM这个名字的由来。
RISC的全称是“精简指令集计算机”，支持简单指令，所以功耗低，价格低，特别适合移动设备。早期使用ARM芯片的典型设备是苹果的牛顿PDA。
20世纪80年代末，ARM迅速发展成为Acorn的桌面产品，形成了英国计算机教育的基础。
1990 165438+10月27日，Acorn公司正式重组为ARM电脑公司。苹果公司投入654.38+0.5万英镑，芯片制造商VLSI投入25万英镑，Acorn自身投入654.38+0.5万英镑的知识产权和654.38+02名工程师。公司的办公室很简陋，只是一个谷仓。90年代，ARM 32位嵌入式RISC(精简指令集计算机)处理器向全球扩展，以低功耗、低成本、高性能在嵌入式系统应用领域占据领先地位。ARM既不生产也不销售芯片，只销售芯片技术授权。
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市场前景
微软公司(2011)宣布下一版本Windows将正式支持ARM处理器。这是计算机行业arm处理器[2]发展史上的一件大事，标志着x86处理器的霸主地位被撼动。目前在移动设备市场，ARM处理器的市场份额超过90%。服务器市场，今年将有2.5GHz服务器上市(2011)；在台式电脑市场，现在它得到了微软的支持。ARM成为主流，恐怕指日可待。难怪有人惊呼英特尔会被打败！
与这种轰轰烈烈的变革相比，它的主角ARM并没有受到太多的关注，也不是很抢眼。这家坐落在远离硅谷的剑桥大学的英国公司，是如何走到今天的，并实实在在地拖垮芯片巨头英特尔的？
展望未来，即使英特尔成功实施Atom战略，大幅降低x86芯片的功耗和价格，也很难与ARM竞争。因为ARM的商业模式是开放的，任何厂商都可以购买授权，所以未来不是英特尔vs. ARM，而是英特尔vs全球所有其他半导体公司。那样的话，英特尔的胜算有多大？