ARM架构

ARM架构因其在不同性能点上的实现、低功耗及高效能而广泛应用于各个细分市场。其32位指令集基于RISC原理,包括简化寻址模式和条件执行等特性,以实现高性能、小代码大小和低功耗。ARMv4T引入了Thumb指令集,而后续版本如ARMv6、ARMv7进一步增强了 DSP 支持和媒体处理能力,确保了软件兼容性和性能提升。ARM处理器在不同应用场景下,如嵌入式、移动设备和高端应用中都有相应的处理器系列,如Cortex-A、Cortex-R和Cortex-M。

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ARM 架构支持各种性能点上的实现。在许多细分市场中它都占有主要架构的地位。ARM 处理器架构简单,因而可以进行极小规模的实现,而小规模的实现则意味着设备的功耗可以很低。实现规模、性能和非常低的功耗是 ARM 架构的关键特性。

32 位 ARM 指令集基于 RISC 原理,其中包括:

  • 大型统一寄存器文件
  • 加载/存储架构,其中的数据处理操作只针对寄存器内容,并不直接针对内存内容
  • 简单寻址模式,所有加载/存储地址只通过寄存器内容和指令字段确定。

此外,ARM 架构还包括某些可改进代码密度和性能的其他主要特性:

  • 可组合使用转换与算术或逻辑运算的指令
  • 用于优化程序循环的自动递增和自动递减寻址模式
  • 加载和存储多个指令以使数据吞吐量最大化
  • 几乎所有指令都采取条件执行的方式以使执行吞吐量最大化。

这些对基本 RISC 架构的增强使 ARM 处理器可以实现较高性能、较小代码大小、较低功耗和较小硅面积的良好平衡。

ARM 架构一方面在各个实现之间保持了很高的兼容性,一方面也在不断地改进。

  • ARMv4T 架构引进了 16 位 Thumb® 指令集和 32 位 ARM
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