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06-21
ARM是一家专门从事基于RISC技术的芯片设计和开发的公司。
作为知识产权供应商，其本身并不直接从事芯片生产，而是转让设计许可 ，由各有特色的合作公司生产。
的芯片。
ARM处理器的核心是统一的，由ARM提供，而片上组件则多种多样，由各大半导体公司设计。
这使得ARM在设计基于同一内核、使用不同片上和片上外设的嵌入式系统时具有很大的优势。
ARM架构自诞生以来经历了很大的演变，至今已经定义了7个不同的版本： V1版本架构：该架构仅出现在原型ARM1中，其基本性能包括基本的数据处理指令（无乘法）、字节、半字和字Load/Store指令、传送指令，包括子程序调用和链接指令、软件中断指令，寻址空间64MB。
V2版本架构：该版本架构扩展了V1版本，例如ARM2和ARM3（V2a版本）架构。
增加的功能包括乘法和乘加指令，支持协处理器操作指令，快速中断模式，SWP/SWPB最基本的内存和寄存器交换指令和寻址空间为64MB。
V3版本架构：该版本对ARM架构进行了较大改动，将寻址空间增加到32位（4GB），并增加了当前程序状态寄存器CPSR和程序状态保存寄存器 SPSR，方便异常处理。
添加了两种处理器模式：中止和未定义。
ARM6使用这个版本的结构。
指令集更改包括添加 MRS/MSR 指令来访问新的 CPSR /SPSR 寄存器以及添加从异常处理返回的指令功能。
V4版本架构：V4版本结构是目前应用最广泛的ARM架构。
V3版本架构进一步扩展，有的引入了16位Thumb指令集，使ARM使用起来更加灵活。
ARM7、ARM9和StrongARM均采用该版本结构。
其指令集中增加的功能包括符号和非符号半字和符号字节存储/检索指令、增加16 位Thumb指令集、软件中断SWI指令功能的改进以及处理器系统模式。
引入特权模式时，会使用用户寄存器操作，并将一些未使用的指令空间捕获为未定义指令。
V5版本架构：在V4版本的基础上增加了一些新的指令。
ARM10 和 XScale 都使用这个版本的架构。
这些新指令包括具有链接和交换的传输BLX指令、计数前导零计数CLZ指令、BRK中断指令、添加信号处理指令（V5TE版本）以及为协处理器添加更多可选指令。
V6版本架构：ARM架构V6于2016年发布。
基本功能包括与之前系统的%兼容性、SIMD媒体扩展使媒体处理速度提高1.75倍、改进的内存管理使系统性能提高30%以及改进的混合end (Endian) 和未对齐的数据支持使得 Little-endian 系统支持 big-endian 数据（例如 TCP/IP）。
许多 RTOS 都是小端字节序，可改善实时系统的中断响应时间，将最坏情况下的 35 个周期缩短至 11 个周期。
V7版本架构：ARM架构V7于2017年发布，采用Thumb-2技术，带来更高的性能、功耗效率和代码密度。
它首次使用一组强大的信号处理扩展来为 H. 和 MP3 等媒体编解码器提供加速。
Cortex-M3处理器采用V7版本的结构。
ARM芯片的核心——CPU核心（ARMT），由ARTTDMI 32位RISC处理器、单缓存8KB Cache和内存管理单元（MMU）组成。
8KB缓存有一个四路连接的寄存器，并被组织成5\2行四字（4×5\2×4字节）。
缓存直接连接到ARTTDMI，因此缓存来自CPU的虚拟地址。
当所需的虚拟地址不在缓存中时，由MMU将虚拟地址转换为物理地址。
64 项转换旁路缓冲器 (TLB) 用于加速地址转换过程并减少页表读取所需的总线传输。
通过转换未存储在高速缓存中的地址，MMU 可以节省电量。
通过内部数据总线和扩展并行总线，ARM可以连接存储器（SRAM/Flash/Nand-Flash等）、用户接口（LCD控制器/键盘/GPIO等）和串口（UART/红外红外线等）。
ARM 架构主导了当今的嵌入式处理和计算市场，但在过去的几十年里它已经取得了长足的进步。
它最初是 20 世纪 80 年代的家用计算机处理器，后来成为 90 年代手机芯片的基础。
如今，Arm 几乎在每个技术领域都是强大的竞争对手。
许多人认为 Arm 架构已成为 32 位或 64 位处理器的首选。
由于这种广泛采用，现在有数千种基于 Arm 架构的变体。
了解这些内核之间的差异是做出选择决策的重要部分。
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