El concepto de ARM
El procesador ARM (Advanced RISC Machines) es el primer microprocesador RISC diseñado por Acorn Computer Co., Ltd. para el mercado de bajo presupuesto. Anteriormente conocida como máquina Acorn RISC.
El procesador ARM en sí tiene un diseño de 32 bits, pero también está equipado con un conjunto de instrucciones de 16 bits. En términos generales, ahorra un 35% respecto al código equivalente de 32 bits, pero conserva todas las ventajas de los sistemas de 32 bits.
La tecnología Jazelle de ARM permite que la aceleración de Java alcance un rendimiento significativamente mayor que las máquinas virtuales Java (JVM) basadas en software y consuma un 80 % menos de energía que los núcleos de aceleración equivalentes que no son de Java. El conjunto de instrucciones DSP se agrega a la función de la CPU para proporcionar capacidades mejoradas de operación aritmética de 16 y 32 bits, mejorando el rendimiento y la flexibilidad. ARM también proporciona dos funciones líderes para ayudar a depurar dispositivos SoC altamente integrados con procesadores profundamente integrados. Son las familias Embedded ICE-RT Logic y Embedded Trace Macro Core (ETMS).
Editar este párrafo
Características
Las tres características principales del procesador ARM son: bajo consumo de energía, funciones potentes, procesador dual de 16 y 32 bits. conjunto de instrucciones, muchos socios.
1. Tamaño pequeño, bajo consumo de energía, bajo costo, alto rendimiento.
2. Admite el conjunto de instrucciones duales Thumb (16 bits)/ARM (32 bits). puede ser muy bueno Compatible con dispositivos de 8 bits/16 bits
3. Se utiliza una gran cantidad de registros para ejecutar instrucciones más rápido
4. en registros;
p>
5. El modo de direccionamiento es flexible y simple, y la eficiencia de ejecución es alta;
6.
Editar este párrafo
Estructura
Arquitectura
1 CISC (Computadora con conjunto de instrucciones complejas)
CISC Acerca de Se reutilizan 20 instrucciones del conjunto de instrucciones, lo que representa el 80% de todo el código del programa. Las 80 instrucciones restantes no se usan comúnmente y solo representan 20 en programación.
Conjunto de instrucciones reducido
La arquitectura RISC prioriza instrucciones simples con la mayor frecuencia para evitar instrucciones complejas; la longitud de las instrucciones es fija, reduciendo los tipos de formatos de instrucciones y métodos de direccionamiento a controlar; lógica Principalmente, ningún o menos uso de control de microcódigo, etc.
La arquitectura RISC debe tener las siguientes características:
1 utiliza un formato de instrucción de longitud fija y las instrucciones tienen de 2 a 3 modos de direccionamiento básicos.
2. Las instrucciones de ciclo único se utilizan para promover las operaciones del oleoducto.
Los registros se utilizan ampliamente. Las instrucciones de procesamiento de datos solo operan en registros. Solo las instrucciones de carga/almacenamiento pueden acceder a la memoria, lo que mejora la eficiencia de ejecución de las instrucciones.
Además, la arquitectura ARM también utiliza algunas tecnologías especiales para minimizar el área del chip y reducir el consumo de energía al tiempo que garantiza un alto rendimiento:
Todas las instrucciones se pueden procesar de acuerdo con la ejecución anterior. Se ejecuta el resultado, lo que mejora la eficiencia de ejecución de la instrucción.
5. Las instrucciones de carga/almacenamiento se pueden utilizar para transferir datos en lotes para mejorar la eficiencia de la transferencia de datos.
6 El procesamiento lógico y el procesamiento de turnos se pueden completar simultáneamente en una instrucción de procesamiento de datos.
7. Utilice el aumento y disminución automáticos de direcciones para mejorar la eficiencia informática en el procesamiento de bucles.
Estructura de registros
El procesador ARM * * * tiene 37 registros, divididos en varios bancos de memoria. Estos registros incluyen:
1 31 registros de uso general, incluido el contador de programa (puntero de PC), son todos registros de 32 bits.
Hay dos registros de 6 estados, ambos de 32 bits, que se utilizan para identificar el estado de funcionamiento de la CPU y el estado de ejecución del programa. Actualmente, solo se utiliza una parte.
Estructura de instrucciones
En las arquitecturas más nuevas, los microprocesadores ARM admiten dos conjuntos de instrucciones: el conjunto de instrucciones ARM y el conjunto de instrucciones Thumb. La instrucción ARM tiene una longitud de 32 bits y la instrucción Thumb tiene una longitud de 16 bits. El conjunto de instrucciones Thumb es un subconjunto del conjunto de instrucciones ARM, pero es equivalente a.
En comparación con el código ARM, puede ahorrar entre un 30 y un 40 % de espacio de almacenamiento y tiene todas las ventajas del código de 32 bits.
Editar este párrafo
Modo procesador ARM
Descripción del modo procesador
Modo usuario (usr) Programa normal del estado de ejecución del procesador ARM.
El modo sistema (sys) ejecuta tareas privilegiadas del sistema operativo.
El modo de interrupción rápida (fiq) admite transferencia de datos o procesamiento de canales a alta velocidad.
Modo de administración (svc) modo de protección del sistema operativo
El modo de terminación de acceso a datos (abt) se utiliza para la memoria virtual y la protección de la memoria.
El modo de interrupción (irq) se utiliza para el procesamiento de interrupciones generales.
El modo de terminación de instrucción indefinida (und) admite la emulación de software de coprocesadores de hardware.
Excepto el modo de usuario, los otros seis modos se denominan modo de no usuario o modo privilegiado; los cinco modos distintos del modo de usuario y el modo de sistema se denominan modos de excepción. El modo de funcionamiento del procesador ARM se puede cambiar mediante software o mediante interrupciones externas o manejo de excepciones.
Edite este párrafo
Extensiones de arquitectura
Las extensiones de la arquitectura ARM actual incluyen:
Instrucción Thumb de 16 bits configurada para aumentar la densidad del código ;
Aplicar conjunto de instrucciones de operación aritmética;
Jazeller permite la ejecución directa de código de bytes de Java.
Las soluciones proporcionadas por la familia de procesadores ARM incluyen:
Plataformas abiertas para aplicaciones inalámbricas, de electrónica de consumo y de imágenes;
Para almacenamiento, automatización e industria. sistemas de tiempo y aplicaciones de red;
Aplicaciones de seguridad para tarjetas inteligentes y tarjetas SIM.
Editar este párrafo
Historia
197865438 El 5 de febrero, el físico Hermann Hauser y el ingeniero Chris Ku Chris Curry fundaron la CPU Company en Cambridge, Inglaterra, y su Su actividad principal es suministrar equipos electrónicos al mercado local. En 1979, CPU Company cambió su nombre a Acorn Computer Company.
Al principio, Acorn planeó utilizar el chip de 16 bits de Motorola, pero descubrió que era demasiado lento y caro. "¡Es imposible que una máquina de 500 libras use una CPU de 100 libras!" Pidieron a Intel la información de diseño del chip 80286, pero fueron rechazados, por lo que se vieron obligados a desarrollarlo ellos mismos.
En 1985, Roger Wilson y Steve Furber diseñaron su procesador de primera generación de 32 bits y 6 MHz. Roger Wilson y Steve Furber[1] lo utilizaron para construir una computadora con conjunto de instrucciones RISC, conocida como ARM. (Máquina RISC de bellota). De aquí proviene el nombre ARM.
El nombre completo de RISC es "Computadora con conjunto de instrucciones reducido", que admite instrucciones simples, por lo que tiene bajo consumo de energía y bajo precio, y es especialmente adecuado para dispositivos móviles. Uno de los primeros dispositivos típicos que utilizaba chips ARM fue la PDA Newton de Apple.
A finales de la década de 1980, ARM se convirtió rápidamente en el producto de escritorio de Acorn, formando la base de la educación informática británica.
1990 165438 El 27 de octubre, Acorn Company se reorganizó oficialmente en ARM Computer Company. Apple invirtió 6,54385 millones de libras, el fabricante de chips VLSI invirtió 250.000 libras y la propia Acorn invirtió 654,385 millones de libras en propiedad intelectual y 654,3802 ingenieros. La oficina de la empresa es muy sencilla, sólo un granero. En la década de 1990, los procesadores RISC (computadora con conjunto de instrucciones reducido) integrados ARM de 32 bits se expandieron a nivel mundial, ocupando una posición de liderazgo en el campo de las aplicaciones de sistemas integrados con bajo consumo de energía, bajo costo y alto rendimiento. ARM no produce ni vende chips, sólo vende licencias de tecnología de chips.
Editar este párrafo
Perspectivas de mercado
Microsoft Corporation (2011) anunció que la próxima versión de Windows admitirá oficialmente procesadores ARM. Este es un evento importante en la historia del desarrollo de los procesadores arm [2] en la industria informática, y marca que el dominio de los procesadores x86 se ha visto sacudido. Actualmente en el mercado de dispositivos móviles, los procesadores ARM tienen una cuota de mercado superior al 90%. En el mercado de servidores, los servidores de 2,5 GHz estarán disponibles este año (2011); en el mercado de computadoras de escritorio, ahora cuentan con el respaldo de Microsoft. Me temo que ARM está a la vuelta de la esquina para convertirse en algo común. ¡No es de extrañar que algunas personas exclamaran que Intel sería derrotada!
En comparación con este cambio vigoroso, su protagonista ARM no ha recibido mucha atención ni es muy llamativo. ¿Cómo llegó esta empresa británica ubicada en la Universidad de Cambridge, lejos de Silicon Valley, a donde está hoy y derribó al gigante de los chips Intel?
De cara al futuro, incluso si Intel implementa con éxito la estrategia Atom y reduce significativamente el consumo de energía y el precio de los chips x86, será difícil competir con ARM. Debido a que el modelo de negocios de ARM es abierto y cualquier fabricante puede comprar una licencia, el futuro no es Intel versus ARM, sino Intel versus todas las demás empresas de semiconductores del mundo. En ese caso, ¿cuáles son las posibilidades de Intel de ganar?