arm内核(arm架构和x86架构)

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大家好,如果您还对arm内核不太了解,没有关系,今天就由本站为大家分享arm内核的知识,包括arm架构和x86架构的问题都会给大家分析到,还望可以解决大家的问题,下面我们就开始吧!

一、arm处理器核有哪几种

官方架构的cpu核心,现在大家比较熟悉的有

ARMv7架构的Cortex-A5,A7,A8,A9,A12,A15,

ARMv8架构的Cortex-A53,A57,A72。

目前最新的手机大多采用A53之后的公版架构,A53的性能接近A15,A57的性能是A15的1.5被,A72的性能是A15的3.5倍,性能越来越强。

较老的ARMv6架构的cpu称作ARM11系列,包括了ARM11MPCore处理器、ARM1176处理器、ARM1156处理器、ARM1136处理器。

1. ARM11 MPCore使用多核处理器结构,可实现从1个内核到4个内核的多核可扩展性,从而使具有单个宏的简单系统设计可以集成高达单个内核的4倍的性能。Cortex-A5处理器是ARM11MPCore的相关后续产品。

2. ARM1136处理器包含带媒体扩展的ARMv6指令集、Thumb代码压缩技术以及可选的浮点协处理器。ARM1136是一个成熟的内核,作为一种应用处理器广泛部署在手机和消费类应用场合中。在采用 90G工艺时性能可达到600MHz以上,在面积为2平方毫米且采用65纳米工艺时可达到1GHz。

应用案例:高通MSM7225(HTC G8)、MSM7227(HTC G6、三星S5830、索尼爱立信X8等)、Tegra APX 2500、博通BCM2727(诺基亚N8)、博通BCM2763(诺基亚PureView 808)、 Telechip 8902(平板电脑)。

3. ARM1176处理器主要应用在智能手机、数字电视和电子阅读器中,在这些领域得到广泛部署,它可提供媒体和浏览器功能、安全计算环境,在低成本设计的情况下性能高达1GHz。

基于ARMv5的产品称作ARM9系列处理器系列,包括ARM926EJ-S、ARM946E-S和 ARM968E-S处理器。其中前两者主要针对嵌入式实时应用。

1. ARM926EJ-S基于ARMv5TE架构,作为入门级处理器,它支持各种操作系统,如Linux、Windows CE和Symbian。ARM926EJ-S处理器已授权于全球100多家硅片供应商,并不断在众多产品和应用中得到成功部署,应用广泛。

应用案例:TI OMAP 1710。诺基亚N73、诺基亚E65、三星SGH-i600等手机采用的都是该处理器,以及包括米尔科技的 MYS-SAM9X5系列工控开发板。

二、arm架构和内核区别[转]

ARM产品越来越丰富,命名也越来越多。很多朋友提问: ARM内核和架构都是什么意思?内核和架构的关系是什么?比如ARMv7架构,这个架构指的是什么?

ARM内核:从ARM7、ARM9到Cortex-A7、A8、A9、A12、A15再到Cortex-A53、A57等,总之不同版本 ARM有不同的想法。比如为高速度设计的Cortex A8、A9都是ARMv7a架构;Cortex M3、M4是ARMv7m架构;前者是内核,后者是指令集的架构。

ARM的架构都是基于RISC指令集而架构的,而其内核只是实现这一指令集的硬件架构的基础,Thumb-2指令集架构(ISA)的子集,包含所有基本的16位和32位Thumb-2指令、 、哈佛处理器架构,在加载/存储数据的同时能够执行指令取指,带分支预测的三级流水线等。

好比你盖房子刚开始因为水平低流行盖平房这就是一种架构(V5T)。

然后这种平房架构你可以设计出一款独立卫生间的款式这叫ARM7内核。

然后其他人(芯片设计公司)想盖房子的就买你这个图纸去盖,然后过一段时间,有人觉得光独立卫生间还不够啊!我还想有个小院子。好吧。。那ARM就满足你们,就出个带小院子的款式(ARM9)。

又过了很久,这种平房的架构就随着大伙的需求一直改啊改啊。。后来经过ARM研究发现,现在大伙盖房子的能力duang duang直升啊(包括工艺、设计能力、时钟主频)。只盖这种平房施展不开啊!

好吧。。ARM为了不让这帮设计的人闲着,就推出一种二三层楼房的样式,这因为跟平房设计结构完全不一样嘛,那就叫一种新的架构(V6)!

同样这种楼房样式ARM也为大家准备了带游泳池的和带车库的款式(ARM11各种)。

好吧继续改啊改啊。。改到后来大家已经开始有能力盖十层以上的大楼了, ARM一如既往地出了新的款式(V7架构)。这时ARM觉得以前尼玛名字都太土鳖了。。什么ARM5,ARM6,ARM7,又难听又难记,劳资要取个看起来牛逼的名字!咱至少也算个能设计摩天大楼的主了,于是后面的内核都叫cortex。

改名只是一部分,随着这个架构出来后,ARM发现,以前用咱们图纸盖出的楼也就做个民宅。民宅图个啥?实惠嘛(功耗低)!

现在不一样了,现在咱的图纸盖得楼不仅可以做民宅,还可以做军事基地,还可以做高档写字楼。以前这些高级功能的楼房可是只有小英(英特尔)才设计得来的啊!

为了满足这些不同的需求, ARM把这个架构设计出来的款式分成3个系列(M系列、R系列、A系列)。

M系列是为民宅设计的,因为老百姓图实惠嘛这种设计就设计个十层左右(功耗低)。

R系列是为军事基地设计的,这种楼设计的也不高,十层左右吧,但是关键是要对特殊情况要有快速反应的能力(中断快)。

最后A系列是给商业大佬用的,那当然是要高端大气上档次,就是要高(性能高)各种LED灯灯光秀啊都给我上。

三、arm内核有几个功能模块分别是什么

1、用户模式(usr) ARM处理器正常的程序执行状态

2、系统模式(sys)运行具有特权的操作系统任务

3、快中断模式(fiq)支持高速数据传输或通道处理

4、数据访问终止模式(abt)用于虚拟存储器及存储器保护

5、中断模式(irq)用于通用的中断处理

6、未定义指令终止模式(und)支持硬件协处理器的软件仿真

7、(除用户模式外,其余6种模式称为非用户模式或特权模式;用户模式和系统模式之外的5种模式称为异常模式。ARM处理器的运行模式可以通过软件改变,也可以通过外部中断或异常处理改变。)

四、ARM11的内核特点

1、ARM11处理器是为了有效的提供高性能处理能力而设计的。在这里需要强调的是,ARM并不是不能设计出运行在更高频率的处理器,而是,在处理器能提供超高性能的同时,还要保证功耗、面积的有效性。ARM11优秀的流水线设计是这些功能的重要保证。

2、ARM11处理器的流水线和以前的ARM内核不同,它由8级流水线组成,可以比5级流水线的ARM9达到更高的运行频率。

3、从通常的角度说,过长的流水线往往会削弱指令的执行效率。一方面,如果随后的指令需要用到前面指令的执行结果作为输入,它就需要等到前面指令执行完。ARM11处理器通过forwarding来避免这种流水线中的数据冲突,它可以让指令执行的结果快速进入到后面指令的流水线中。另一方面,如果指令执行的正常顺序被打断(如出现跳转指令),普通流水线处理器往往要付出更大的代价,ARM11通过实现跳转预测技术来保持最佳的流水线效率。这些特殊技术的使用,使ARM11处理器优化到更高的流水线吞吐量的同时,还能保持和5级流水线(如ARM9处理器中的流水结构)一样的有效性。跳转指令通常都是条件执行的。问题在于那些决定是否跳转的条件要在跳转指令被译码的后3~4个周期才能就绪。如果不做特殊处理,跳转指令必须等待,这样使指令执行效率变得让人难以忍受。跳转预测就是用来帮助解决这种延迟的。ARM11处理器提供两种技术来对跳转作出预测—动态预测和静态预测。

4、动态预测:在ARM11处理器中包含了64个4状态跳转地址缓存器(4-state branch target address cache)来保存最近发生的跳转指令的结果。通过对这些历史纪录的查找,处理器可以预测出当前的跳转指令是否会被执行。

5、静态预测:当在动态预测的缓存器中无法查到和当前指令匹配的记录,ARM11处理器就从跳转的方式来判断是否执行。如果是向回跳转,大多数情况是遇到一个循环,处理器会假设这条指令被执行。如果是向前跳转,处理器会假设这条指令不被执行。

6、动态预测和静态预测的组合使ARM11处理器能达到85%的预测正确性,对于每一个正确的预测,给指令执行带来的是减少5个时钟周期的等待时间。在ARM11处理器中,指令和数据可以更长时间的被保存在Cache中。一方面是由于物理地址Cache的实现,使上下文切换避免了反复重载Cache,另一方面是由于ARM11的Cache还有很多其它新颖的技术特点。

7、如果数据的访问引起了CacheMiss,Cache将到存储器中读取需要的数据。但是ARM11处理器的流水线并不会停止下来。只要后面的指令没有用到Cache Miss将读回来的数据,ARM11处理器就会继续执行下去。即使下一条指令还是存储器访问指令,只要数据存放在Cache中,ARM11也会允许这条指令被执行。只有这条指令又引起一次CacheMiss,处理器才会停止下来。在大多数应用中,经过编译器调配后,这种情况并不多见。尽管ARM11是单指令发射处理器,但是在流水线的后半部分允许了极大程度的并行性。一旦指令被解码,将根据操作类型发射到不同的执行单元中。ARM11的数据通路中包含多个处理单元,允许ALU操作、乘法操作和存储器访问操作同时进行。

8、考虑到不同的指令需要不同的执行时间,当三类指令先后被发射到流水线中,它们就可以同时被执行。而且ARM11处理器允许指令的乱序完成,如果在指令之间没有数据的相关性,所有指令都可以不必等待前面的指令完成而结束自己的执行。 ARM11处理器将浮点运算当成一个可供用户选择的设计。用户可以在向ARM要求授权的时候选择是否包括浮点处理器的内核。在流水线上的重要区别不仅是为了达到更高的性能,还是从实现的角度来考虑的。所以,ARM11内核在运行于极高频率的同时,也能非常容易的被集成在SoC设计中。同时,ARM11处理器提供的向上兼容性,使OEM可以放心的选用任何基于ARM的产品。

关于arm内核到此分享完毕,希望能帮助到您。