ARMのコンセプト
ARM (Advanced RISC Machine) は、企業の名前だけでなく、マイクロプロセッサの一種の一般的な用語、またはテクノロジの名前と見なすこともできます。
ARM はチップの製造や販売は行っておらず、チップ技術のライセンスのみを販売しています。その協力会社は、さまざまな SoC チップを設計するために、UART、SDI、I2C など、さまざまなニーズに応じてさまざまなハードウェア コンポーネントを組み合わせます。
ARM のアプリケーション シナリオ
ARMベースのプロセッサは、高速、低消費電力、および低価格という利点があり、次の分野で広く使用されています。
通信、家電、画像機器などの製品向けの複雑なオペレーティング システムを実行できるオープン アプリケーション プラットフォームを提供します。
大容量ストレージ、自動車用電子機器、産業用制御、およびネットワーク アプリケーションの分野で、リアルタイムの組み込みアプリケーションを提供します。
クレジットカードやSIMカードなどのセキュリティシステム
ARMの技術的特徴
ARM アーキテクチャは、32 ビットのARM 命令セットと 16 ビットのThumb 命令セットをサポートします(コードのストレージ スペースを大幅に削減します)。
アーキテクチャ、コア、プロセッサ、およびチップの間の特性を説明する例を次に示します。S3C2440、これは SoC チップですが、CPU ではないことに注意してください。
2440はおなじみの51シングルチップマイコンと似たようなもので、どちらも組み込み型ですが、これまでの組み込み開発は、SCM、MCU、SoCの3段階を経てきました。
51 は SCM または MCU に属し、2440 は SoC に属します.最初に 51 MCU の内部構造を見てみましょう。
その内部構造は、CPU と周辺機器の 2 つの部分に簡単に分けることができます。
2440 の内部構造を見てみましょう。
arm920t はそのプロセッサであり、私の意見では、プロセッサとコアは 1 つの概念ですが、一方はハードな概念であり、他方はソフトな概念です。ここでの 920t は、プロセッサとコアの両方です。サムスンがすることは、このCPU以外のことです。
RM版シリーズ
ARM バージョン Ⅰ: V1 バージョンのアーキテクチャ。
このバージョンのアーキテクチャは、26 ビットのアドレス空間しか持たず、商用製品では使用されていないプロトタイプ ARM1 にのみ登場しました。
その基本的なプロパティは次のとおりです。
基本的なデータ処理命令 (乗算なし);
バイト、ハーフワード、およびワードベースのロード/ストア命令。
サブルーチン呼び出しとリンク命令を含む転送命令。
供操作系统使用的软件中断指令SWI； 寻址空间：64MB（226）。
ARM版本Ⅱ： V2版架构
该版架构对V1版进行了扩展，例如ARM2和ARM3（V2a）架构。包含了对32位乘法指令和协处理器指令的支持。 版本2a是版本2的变种，ARM3芯片采用了版本2a，是第一片采用片上Cache的ARM处理器。同样为26位寻址空间，现在已经废弃不再使用。
V2版架构与版本V1相比，增加了以下功能：
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的最基本存储器与寄存器交换指令;
寻址空间：64MB。
ARM版本Ⅲ ： V3版架构
ARM作为独立的公司，在1990年设计的第一个微处理器采用的是版本3的ARM6。它作为IP核、独立的处理器、具有片上高速缓存、MMU和写缓冲的集成CPU。 变种版本有3G和3M。版本3G是不与版本2a向前兼容的版本3，版本3M引入了有符号和无符号数乘法和乘加指令，这些指令产生全部64位结果。
V3版架构（ 目前已废弃 ）对ARM体系结构作了较大的改动：
寻址空间增至32位（4GB）；
当前程序状态信息从原来的R15寄存器移到当前程序状态寄存器CPSR（Current Program Status Register）中；
增加了程序状态保存寄存器SPSR（Saved Program Status Register）；
增加了两种异常模式，使操作系统代码可方便地使用数据访问中止异常、指令预取中止异常和未定义指令异常；
增加了MRS/MSR指令，以访问新增的CPSR/SPSR寄存器；
增加了从异常处理返回的指令功能。
ARM版本Ⅳ ： V4版架构
V4版架构在V3版上作了进一步扩充，V4版架构是目前应用最广的ARM体系结构，ARM7、ARM8、ARM9和StrongARM都采用该架构。 V4不再强制要求与26位地址空间兼容，而且还明确了哪些指令会引起未定义指令异常。
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指令集中增加了以下功能：
符号化和非符号化半字及符号化字节的存/取指令；
增加了T变种，处理器可工作在Thumb状态，增加了16位Thumb指令集；
完善了软件中断SWI指令的功能；
处理器系统模式引进特权方式时使用用户寄存器操作;
把一些未使用的指令空间捕获为未定义指令
ARM版本Ⅴ ： V5版架构
V5版架构是在V4版基础上增加了一些新的指令，ARM10和Xscale都采用该版架构。
这些新增命令有：
带有链接和交换的转移BLX指令；
计数前导零CLZ指令；
BRK中断指令；
增加了数字信号处理指令（V5TE版）；
为协处理器增加更多可选择的指令；
改进了ARM/Thumb状态之间的切换效率；
E—增强型DSP指令集，包括全部算法操作和16位乘法操作；
J----支持新的JAVA，提供字节代码执行的硬件和优化软件加速功能。
ARM版本Ⅵ ： V6版架构
V6版架构是2001年发布的，首先在2002年春季发布的ARM11处理器中使用。在降低耗电量地同时，还强化了图形处理性能。通过追加有效进行多媒体处理的SIMD(Single Instruction, Multiple Data，单指令多数据 )功能，将语音及图像的处理功能提高到了原型机的4倍。
此架构在V5版基础上增加了以下功能：
THUMBTM：35%代码压缩；
DSP扩充：高性能定点DSP功能；
JazelleTM：Java性能优化，可提高8倍；
Media扩充：音/视频性能优化，可提高4倍
ARM版本ⅤⅡ：V7版架构
V7架构是在ARMv6架构的基础上诞生的。该架构采用了Thumb-2技术,它是在ARM的Thumb代码压缩技术的基础上发展起来的, 并且保持了对现存ARM解决方案的完整的代码兼容性。
Thumb-2技术比纯32位代码少使用31％的内存,减小了系统开销。同时能够提供比已有的基于Thumb技术的解决方案高出38％的性能。
ARMv7架构还采用了NEON技术,将DSP和媒体处理能力提高了近4倍 , 并支持改良的浮点运算, 满足下一代3D图形、游戏物理应用以及传统嵌入式控制应用的需求。此外,ARMv7还支持改良的运行环境,以迎合不断增加的JIT(Just In Time)和DAC(DynamicAdaptive Compilation)技术的使用。
ARM版本ⅤⅢ：V8版架构
这是一个新的IP核，针对高性能的嵌入式信号处理应用而设计的，v8架构是在32位ARM架构上进行开发的，将被首先用于对扩展虚拟地址和64位数据处理技术有更高要求的产品领域，如企业应用、高档消费电子产品。
ARMv8架构包含两个执行状态：AArch64和AArch32。AArch64执行状态针对64位处理技术，引入了一个全新指令集A64；而AArch32执行状态将支持现有的ARM指令集。
目前的ARMv7架构的主要特性都将在ARMv8架构中得以保留或进一步拓展，如：TrustZone技术、虚拟化技术及NEON advanced SIMD技术，等。
其中左侧的就是架构，右侧的是处理器，也可以叫核。arm首个最成功的cpu是ARM7TDMI，是基于ARMv4的。ARM架构包含了下述RISC特性：
读取/储存 架构
不支援地址不对齐内存存取（ARMv6内核现已支援）
正交指令集（任意存取指令可以任意的寻址方式存取数据Orthogonal instruction set）
大量的16 × 32-bit 寄存器阵列（register file）
固定的32 bits 操作码（opcode）长度，降低编码数量所产生的耗费，减轻解码和流水线化的负担。
大多均为一个CPU周期执行。不同版本的架构会有所调整。
和三星相同的其他和arm合作的各大厂商通常会把它的CPU和各类外围IP都放到一起，然后自己拿着图纸去流片，生产出来的也是一个正方形，下面有很多引脚，这个东西不仅包含了CPU，还包含了其他的控制器，这个东西就叫做SOC(system on chip)。从英文来看，所谓的四核SOC什么的，本意就不是单指CPU，而是四核系统。
所以目前各大厂商所做的事情，就是买来ARM的授权，得到ARM处理器的源代码，而后自己搞一些外围IP(或者买或者自己设计)，组成一个SOC后，去流片。不同的SOC，架构不同(就是CPU如何和IP联系起来，有的以总线为核心，有的以DDR为核心)，所以，海思是拥有自主产权的SOC架构。可是，无论任何厂商，再怎么折腾，都没有怎么动过CPU，ARM核心就好好的呆在那里，那就是中央处理器。
理器
ARM Cortex-A ：为传统的、基于虚拟存储的操作系统和应用程序而设计，支持 ARM、Thumb 和 Thumb-2 指令集；
ARM Cortex-R：针对实时系统设计，支持 ARM、Thumb 和 Thumb-2 指令集；
ARM Cortex-M：为对 价格敏感的产品设计，只支持 Thumb-2 指令集。
ARM命名规则
第一个数字：系列名称：eg.ARM7、ARM9
第二个数字：Memory system
2：带有MMU
4：带有MPU
6：无MMU与MPU
12345第三个数字：Memory size
0：标准Cache（4-128k）
2：减小的Cache
6：可变的Cache
12345第四个字符：
T：表示支持Thumb指令集
D：表示支持片上调试（Debug）
M：表示内嵌硬件乘法器（Multiplier）
I ：支持片上断点和调试点
E：表示支持增强型DSP功能
J ：表示支持Jazelle技术，即Java加速器
S：表示全合成式