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ARM體系結(jié)構(gòu)的技術(shù)特征及發(fā)展

ARM（Advanced RISC Machines）有3種含義，它是一個(gè)公司的名稱，是一類微處理器的通稱，還是一種技術(shù)的名稱。

ARM公司簡(jiǎn)介

1991年ARM公司（Advanced RISC Machine Limited）成立于英國(guó)劍橋，早由Arcon、Apple和VLSI合資成立，主要出售芯片設(shè)計(jì)技術(shù)的授權(quán)，在1985年4月26日，第一個(gè)ARM原型在英國(guó)劍橋的Acorn計(jì)算機(jī)有限公司誕生（在美國(guó)VLSI公司制造）。目前，ARM架構(gòu)處理器已在高性能、低功耗、低成本的嵌入式應(yīng)用領(lǐng)域中占據(jù)了地位。 ARM公司初只有12人，經(jīng)過(guò)十多年的發(fā)展，ARM公司已擁有近千名員工，在許多都設(shè)立了分公司，包括ARM公司在上海的分公司。目前，采用ARM技術(shù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)（IP）核的微處理器，即我們通常所說(shuō)的ARM微處理器，已遍及工業(yè)控制、消費(fèi)類電子產(chǎn)品、通信系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、無(wú)線系統(tǒng)等各類產(chǎn)品市場(chǎng)，基于ARM技術(shù)的微處理器應(yīng)用約占據(jù)了32位RISC微處理器80%以上的市場(chǎng)份額，其中，在手機(jī)市場(chǎng)，ARM占有絕對(duì)的壟斷地位�？梢哉f(shuō)，ARM技術(shù)正在逐步滲入到人們生活中的各個(gè)方面，而且隨著32位CPU價(jià)格的不斷下降和開(kāi)發(fā)環(huán)境的不斷成熟，ARM技術(shù)會(huì)應(yīng)用得越來(lái)越廣泛。

ARM公司是專門(mén)從事基于RISC技術(shù)芯片設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的公司，作為嵌入式RISC處理器的知識(shí)產(chǎn)權(quán)IP供應(yīng)商，公司本身并不直接從事芯片生產(chǎn)，而是靠轉(zhuǎn)讓設(shè)計(jì)許可由合作公司生產(chǎn)各具特色的芯片，世界各大半導(dǎo)體生產(chǎn)商從ARM公司購(gòu)買其設(shè)計(jì)的ARM微處理器核，根據(jù)各自不同的應(yīng)用領(lǐng)域，加入適當(dāng)?shù)耐鈬�電路，從而形成自己的ARM微處理器芯片進(jìn)入市場(chǎng)，利用這種合伙關(guān)系，ARM很快成為許多全球性RISC標(biāo)準(zhǔn)的締造者。目前，全世界有幾十家大的半導(dǎo)體公司都使用ARM公司的授權(quán)，其中包括Intel、IBM、Samsung、LG半導(dǎo)體、NEC、SONY、PHILIP等公司，這也使得ARM技術(shù)獲得更多的第三方工具、制造、軟件的支持，又使整個(gè)系統(tǒng)成本降低，使產(chǎn)品更容易進(jìn)入市場(chǎng)并被消費(fèi)者所接受，更具有競(jìng)爭(zhēng)力。

ARM技術(shù)特征

ARM的成功，一方面得益于它獨(dú)特的公司運(yùn)作模式，另一方面，當(dāng)然來(lái)自于ARM處理器自身的優(yōu)良性能。作為一種先進(jìn)的RISC處理器，ARM處理器有如下特點(diǎn)。

1、體積小、低功耗、低成本、高性能。

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

3、大量使用寄存器，指令執(zhí)行速度更快。

4、大多數(shù)數(shù)據(jù)操作都在寄存器中完成。

5、尋址方式靈活簡(jiǎn)單，執(zhí)行效率高。

6、指令長(zhǎng)度固定。

此處有必要解釋下RISC處理器的概念及與CISC微處理器的區(qū)別

（1）嵌入式RISC微處理器

RISC（reduced instruction set computer）是精簡(jiǎn)指令集計(jì)算機(jī)，RISC把著眼點(diǎn)放在如何使計(jì)算機(jī)的結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單和如何使計(jì)算機(jī)的處理速度更加快速上。RISC選取了使用頻率高的簡(jiǎn)單指令，拋棄復(fù)雜指令，固定指令長(zhǎng)度，減少指令格式和尋址方式，不用或少用微碼控制。這些特點(diǎn)使得RISC非常適合嵌入式處理器。

（2）嵌入式CISC微處理器

傳統(tǒng)的復(fù)雜指令級(jí)計(jì)算機(jī)（CISC）則更側(cè)重于硬件執(zhí)行指令的功能性，使CISC指令、以及處理器的硬件結(jié)構(gòu)變得更復(fù)雜。這些會(huì)導(dǎo)致成本、芯片體積的增加，影響其在嵌入式產(chǎn)品的應(yīng)用。在嵌入表2-1所示描述了RISC和CISC之間的主要區(qū)別。