ARM cotex系列

英国ARM公司是全球领先的半导体知识产权 (IP) 提供商。全世界超过95%的智能手机和平板电脑都采用ARM架构 。
ARM设计了大量高性价比、耗能低的RISC处理器、相关技术及软件。2014年基于ARM技术的全年全球出货量是120亿颗,从诞生到现在为止基于ARM技术的芯片有600亿颗 。技术具有性能高、成本低和能耗省的特点。在智能机、平板电脑、嵌入控制、多媒体数字等处理器领域拥有主导地位。
ARM 公司是专门从事基于RISC 技术芯片设计开发的公司,作为知识产权供应商,本身不直接从事芯片生产,靠转让设计许可由合作公司生产各具特色的芯片,世界各大半导体生产商从ARM公司购买其设计的ARM 微处理器核,根据各自不同的应用领域,加入适当的外围电路,从而形成自己的ARM 微处理器芯片进入市场。
Cortex就是ARM公司一个系列处理器的名称,ARM在最初的处理器型号都用数字命名ARM1开始,最后一个是ARM11系列,在应用ARMv7架构后,推出了Cortex这一系列。
Cortex系列属于ARMv7架构,这是到2010年为止ARM公司最新的指令集架构。(2011年,ARMv8 架构在 TechCon 上推出)ARMv7架构定义了三大分工明确的系列:“A”系列面向尖端的基于虚拟内存的操作系统和用户应用;“R”系列针对实时系统;“M”系列对微控制器。
ARM 是不会自己生产处理器,而是直接把 ARM 的技术直接授权给芯片制造者,让他们自己生产使用 ARM 指令集的处理器。
一般来说,只要是使用 ARM 指令集架构的处理器,我们都会称之为 ARM 处理器。但尽管厂使用了 ARM 的指令集,但设计处理器芯片是个专门的技术活,所以 ARM 在授权指令集架构时,也会提供设计处理器芯片的技术──即处理器架构。
整个结构,就是:指令集──架构──整合──制程。而 ARM 的技术授权就集中于指令集和处理器架构,也是 SoC 最核心的部份,由于可知 ARM 的重要性有多大。
2013 年,三星和苹果再分别给 ARM 公板架构投下两枚爆弹。首先是三星在 2013 年年中宣布,下一代处理器将会使用自家架构。而苹果在同年 9 月的 iPhone 5s 发布会里,突然推出了全球首枚 64 位元的 ARM 处理器 Apple A7 (Cyclone)──当时没有芯片公司能够赶及量产 64 位元的公版 Cortex-A57,反而是使用自家设计的苹果,却把同行甩出一个时代。直到 2016 年,三星推出 Exynos 8 Octa 8890,开始使用自主的处理器架构,而高通在经过失败的骁龙 810 后,新一代骁龙 820 也回到自主架构上。结果三大海外手机处理器生产商:苹果、高通和三星,同一时间弃用 ARM 的架构;
目前就只剩下华为的海思、大唐的联芯、紫光的展讯和台湾的联发科等,仍然留在公版 ARM 架构上。ARM 的技术影响力虽然一样很大,但已经没有我们想像中的致命。
VR 和无人机来说,ARM 也早就在布局,分析师早就表示 ARM 自家的 Mali 图像处理单元,在 VR 市场上将会是 AMD 和 Nvidia 的重要对手;
而 意法半导体 (STMicroelectronics) 旗下之 STM32 处理器,几乎是大部份无人机的标准配备。
可是,ARM 在手机以外市场的主流地位,并不是因为 ARM 很强大或很省电,而是……因为便宜。当消费电子产品还未并未进入智能化世代,它们根本不需要高度的计算能力,要的只是一个廉价的嵌入式处理器来当主控芯片。但在智能化的世代,情况就完全不同:STM32 能应付无人机的飞控算法,但当无人机进入智能世代,要应付视觉跟随、双目避障等计算机视觉需求,这种廉价的 ARM 处理器就变得不敷使用。
故此,大疆的新一代无人机 Phantom 4,在使用 STM32 作主控芯片以外,额外加入了 FPGA 作为视觉运算硬件。而 Nvidia 也在 CES 展出汽车电脑 Nvidia Drive PX 2,利用其强大的图像处理能力来处理无人驾驶汽车的需求,其 12 核的 ARM 处理器,反而是个配角。
事实上,物联网也好、车联网也好、VR 也好、无人机也好,这些新款智能硬件由于体积远较手机要大,电池容量也更大、有的根本不用担心续航力,其发展关键已由低成本的主控芯片,变成高效的感应器及快速反应的网络。

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