ARM公司拥有众多CPU指令集, CPU架构, CPU系列. 本文旨在介绍ARM公司的CPU产品线.
下图展示了ARM公司CPU的产品线:
首先有必要了解一下ARM公司的命名规则:
ARM的命名规则, 大致分成三类
1. 基于ARM Architecture版本的“指令集架构”命名规则
2. 基于ARM Architecture版本的“处理器系列”命名规则
3. 基于ARM Architecture版本的“处理器型号”命名规则
指令集架构命名
格式: Armv + [n] + [variants] + [x(variants)]
分成四个部分:
Armv :固定字符, 即ARM Version
n :指令集版本号, 迄今为之, ARM架构版本发布了8个系列, 所以n=[1~8]
variants :变种
x(variants) :表示不支持x后指定的变种
常见的variants有以下字母可选:
T: Thumb指令集
M: 长乘法指令
E :增强型DSP指令
J :Java加速器Jazelle
SIMD :ARM媒体功能扩展
比如, Armv5TxM 表示ARM指令集版本为5, 支持Thumb指令集, 不支持长乘法指令.
处理器系列及型号命名
在ARMv3~ARMv6时期采用旧的命名格式.
格式: ARM + [x][y][z] + [varians]
x: 处理器系列, 有6, 7, 9 , 11四个系列
y: 存储管理/保护单元
2:Cache+MMU
3:改良型 MMU
4:Cache+MPU
6:无 Cache、MMU/MPU
MMU:Memory Management Unit,内存管理单元,用来管理虚拟存储器、物理存储器的控制线路,同时也负责虚拟地址映射为物理地址。ARM 的 MMU 作为一个协处理器存在,编号为 15
MPU:Memory Protection Unit,内存保护单元,MPU 中一个域就是一些属性值及其对应的一片内存。这些属性包括:起始地址、长度、读写权限以及缓存等。
z: cache
0:Cache Size variation 1(高速缓存大小变化 1)
2:Cache Size variation 2 (高速缓存大小变化 2)
6:TCM(紧耦合内存)
TCM :Tightly Coupled Memory,紧耦合内存,在 SOC 上用专用 BUS 与 CPU 连接的 Memory。由于是专用 BUS,可以高速访问
TCM 和 Cache 的区别:
TCM 特定的高速空间,可以高速访问。
TCM 具有物理地址。
TCM 占用硬件资源比较少。
用途不同:TCM 保存常用到的数据,如中断向量表和实时数据,而 cache 只是为了加快处理器和外设之间的数据处理
常见的variants有以下字母可选:
T: 支持Thumb指令集
D: 支持片上调试
M: 支持快速乘法器
I: 支持Embedded ICE, 支持嵌入式跟踪调试
E: 支持增强型DSP指令
J: 支持Jazelle
(F): 具备向量浮点单元VFP
-S: 可综合版本
比如: ARM926, 属于ARMv5指令集架构的, CPU是ARM9系列的, 具备2个存储管理/保护单元, 6个 Cache.
自Armv6-M后采用新的命名方式.
格式: ARM Contex-[A][R][M] + [n]
ARM Contex-A系列: 开放式操作系统的高性能处理器
Cortex-A应用程序处理器(Application Processors)在高级工艺节点中可实现高2GHz+ 标准频率的卓越性能, 从而可支持下一代的移动 Internet 设备. 这些处理器具有单核和多核种类, 最多提供四个具有可选NEON多媒体处理模块和高级浮点执行单元的处理单元. 应用包括智能手机, 智能本和上网本, 电子阅读器, 数字电视, 家用网络, 家用网关和其他各种产品.
ARM Contex-R系列: 面向实时应用的卓越性能
Cortex-R系列处理器的开发则面向深层嵌入式实时应用(Embedded Real-time Applications Processors)对低功耗, 良好的中断行为, 卓越性能以及与现有平台的高兼容性这些需求进行了平衡考虑. 应用领域有汽车制动系统, 动力传输解决方案, 大容量存储控制器, 联网和打印机等.
ARM Cortex-M系列: 面向具有确定性的微控制器应用的成本敏感型解决方案
Cortex-M系列处理器(Embedded Microcontroller Processors)主要是针对微控制器领域开发的, 在该领域中, 既需进行快速且具有高确定性的中断管理, 又需将门数和可能功耗控制在最低. 应用领域有微控制器, 混合信号设备, 智能传感器, 汽车电子和气囊等.
以后ARM公司应该会以Contex A, R, M三个系列作为主产品线, 下面附上Contex A, R, M的产品线图:
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