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ARM公司内核的种类HK腾华电子刘成金（制作PDF、PPT参考资料）ARM公司内核种类应用型 应用程序处理器执行复杂操作系统（如Linux，Android/Chrome、Microsoft Windows(CE/嵌入式）和Symbian）和支持复杂图形用户界面的能力来定义。 此类处理器集成了内存管理单元（MMU）以管理这些复杂操作系统的内存需求，并允许下载和执行第三方软件。此类处理器的应用包括： 智能手机特色手机 智能本/上网本/电子书阅览读器 高级个人媒体播放器 数字电视 机顶盒和卫星接收器 高端打印机 个人导航设备ARM处理器种类：Classic ARM Processors： ARM926EJ-S ARM1136J(F)-SARM1176JZ(F)-SARM11MPApplication Cortex Processors：Cortex-A5Cortex-A8 Cortex-A9Cortex-A15ARN公司内核种类嵌入式应用 嵌入式处理器主要着重于在各种功耗敏感型应用中提供具有高确定性的实时行为，这些处理器通常执行实时操作系统（RTOS）和用户开发的应用程序代码，因此只需要内存保护单元（MPU），不需要应用程序处理器中提供的MMU。 此类处理器的应用包括： 商业微控制器汽车控制系统 电动机控制系统 大型家用电器控制器 无线和有线传感器网络 大容量存储控制器 打印机网络设备ARM处理器种类：经典ARM处理器： ARM7TDMI-S ARM7EJ-S ARM946-S ARM968-S ARM1156T2(F)-S嵌入式Cortex处理器：Cortex-M0Cortex-M1 Cortex-M3 Cortex-M4Cortex-R4ARM公司内核种类安全应用和专用ARM安全处理器 SecurCore应用包括： SIM 智能卡 高级支付系统电子护照 电子票务和运输系统 已推出多种SecurCore处理器，从而使合作伙伴可以根据所需性能、芯片面积、大小、动态和静态功耗以及其他考虑事项来选择符合应用的特定条件的解决方案。 SC100处理器基于常用的ARM7TDMI处理器；SC300基于现代Cortex-M3处理器，因而适用于中断驱动和功耗敏感型应用。ARM FPGA目标处理器 对于那些希望其FPGA设备能够与ARM体系结构兼容但又要求具有系统可编程的开发人员，ARM可提供Cortex-M1处理器。此处理器完全兼容Cortex-M0处理器，并允许用户灵活选择FPGA供应商。 SecurCore：SecurCore000SecurCore100 SecurCore300FPGA：Cortex-M1体系结构：ARMv4T：体系机构引进了16位Thumb指令集和32位ARM指令集，目的是在同一个体系结构中同时提高性能和领先的代码密度。16位Thumb指令集可比32位ARM指令缩减高达35%的代码大小，同时保持32位体系结构的优点。示例处理器：ARM7TDMIARMv5TEJ：体系结构引进了数字信号处理（DSP)算法（如饱和运算）的算术支持和Jazelle Java字节引擎来启用Java字节码的硬件执行，从而改善用Java编写的应用程序的性能。与非Java加速内核比较，Jazelle将Java执行速度提高了8倍，并且减少了80%的功耗。许多基于ARM处理器的便携式设备中已使用此体系结构，目的是在游戏和多媒体应用程序的性能方面提供显著改进的用户体验。示例处理器：ARM926EJ-S和ARM968E-SARMv6：体系结构引进了包括单指令数据（SIMD)运算在内的一些新功能。SIMD扩展已针对多种软件应用程序（包括视频编码解码器和音频编码解码器）进行优化，对于这些软件应用程序，SIMD扩展最多可将性能提升4倍。此外，还引进了作为ARMv6体系结构。示例处理器：ARM1176JZ和ARM1136EJARMv6M：体系结构为低成本，高性能设备而设计，向以前由8位设备占主导地位的市场提供32位功能强大的解决方案。其16位Thunb指令集体系结构允许设计者门设计门数最少却十分经济实惠的设备。始终如一的中断处理结构和编程器模式为所有Cortex-M系列处理器（从Cortex-M0处理器到Cortex-M3处理器）提供了完全向上兼容的途径。示例处理器：Cortex-M0和Cortex-M1ARMv7：体系结构向目标应用提供一组自定义配置文件。所有Cortex处理器都实现了ARMv7体系结构（实现ARMv6M的Cortex-M系列处理器除外）。所有的ARMv7体系结构配置文件都实现了Thumb-2技术（一个经过优化的16/32位混合指令集）,在保持与现有ARM解决方案的代码完全兼容的同时，既具有32位ARM ISA的性能优势，也具有16位Thumb ISA的代码大小优势。ARMv7体系结构还包括NEON技术扩展，可将DSP和媒体处理器吞吐量提升高达400个百分比，并提供该井的浮点支持以满足下一代3D图形和游戏物理学以及传统嵌入式控制应用程序的需要。Cortex体系结构旨在横跨各种应用领域（从成本少于1USD的微控制器到功能强大，运行速度超过2GHz的多核设计）。此体系结构分为3种配置文件： Cortex-A：应用程序配置文件，他在MMU（内存管理单元）、用于多媒体应用程序的可选NEON处理单元以及支持半精度、单精度和双精度运算的高级硬件浮点单元的基础上实现虚拟内存系统体系结构。它适用于高端消费电子设备、网络设备、移动Internet设备和企业市场。示例处理器：Cortex-A9,Cortex-A8,Cortex-A5Cortex-R：实时配置文件，他在MPU（内存保护单元）的基础上实现了受保护内存系统体系结构。它适用于高性能实时控制系统（包括汽车和大容量存储设备）。示例处理器：Cortex-R4(F) Cortex-M：微控制器配置文件，可快速进行中断处理，适用于需要高度确定的行为和最少门数的成本敏感型设备。示例处理器：Cortex-M3软件兼容性 由于所有体系的结构体都具有通用的指令集，因此用户可通过ARM体系结构构建具有最佳兼容性的软件，从而保护其软件投资。Cortex-M0能耗最低的最小ARM处理器Cortex-M0的代码密度和能效优势意味着它是各种应用中8/16位设备的自然高性价比替换产品。同时保留与功能丰富的Cortex-M3处理器的工具和二进制向上兼容性。超低的功耗Cortex-M0处理器在不到12K门的面积内能耗仅有85uA/MHz(0.085毫瓦），所凭借的是作为低功耗技术的领导者和创建超低能耗设备的主要推动者的无与伦比的ARM专门技术。简单指令只有56个，这样您便可以快速掌握整个Cortex-M0指令集（如果需要）；单其C语言友好体系结构意味着并不是必需的。可提供选择的具有完全确定性的指令和中断计时使得计算响应时间十分容易。优化的连接性设计为支持低功耗连接，如Bluetooth Low Energy(BLE)、IEEE 802.15和Z-wave,特别是在这样的模拟设备中：这些模拟设备正在增加其数字功能，以有效的预处理和传输数据。Cortex-M0功能 Cortex-M0体系结构ARMv6-M（冯诺依曼）ISA支持 Thumb/Thumb-2技术 管道 3阶段 Dhrystone 0.9DMIPS/MHz 中断 NMI+1到32个物理中断 中断延迟 16个周期 睡眠模式 集成的WFI和WFE指令 睡眠和深度睡眠信号 随电源管理工具包括提供可选保留模式 增强指令 单周期（32*32）乘法调试 JTAG或串行线调试端口Cortex-M1 ARM Cortex-M1处理器满足FPGA应用的高质量、标准处理器体系结构的需要，支持范围广泛的FPGA设备，包括那些来自Actel,Alera和Xilinx的设备。在FPGA中使用ARM Cortex-M1的优点 全部使用标准处理器体系结构 供应商独立性，Cortex-M1处理器支持主要FPGA供应商软件和工具可以在FPGA和ASIC/ASSP之间重用易于将Cortex-M1处理器设计迁移到更新和最有效的FPGA 受可提供不同性能点解决方案的强大ARM处理器路线图的支持 ARM Cortex-M1处理器为FPGA用户带来了广泛的一系列ARM ConnectedCommunity工具和操作系统，并提供与ASIC优化处理器（如ARM Cortex-M3处理器）的软件兼容性。开发人员可以在受行业中最大体系支持的单个体系结构上进行标准化，以降低硬件和软件工程成本。应用通信、广播、汽车、消费品、军事/航天、工业Cortex-M3Why选择Cortex-M3?提供更高的性能和更丰富的功能 与2004年起引进，最近通过新技术进行了更新并更新了可配置性的Cortex-M3，是专门针对微控制器应用开发的主流ARM处理器。性能和能效 具有高性能和低动态能耗，Cortex-M3处理器提供领先的功效：在90nmG基础上为12.5DMIPS/mW。将集成的睡眠模式与可选的状态保留功能相结合，Cortex-M3处理器确保对于同时需要低功耗和出色性能的应用不存在折衷。全功能该处理器执行Thumb-2指令集以获得最佳性能和代码大小，包括硬件除法、单周期乘法和位字段操作。Cortex-M3 NVIC在设计时是高度可配置的，最多可提供240个具有单独优先级、动态重设优先级功能和集成系统时钟的系统中断。丰富的连接功能和性能的组合使基于Cortex-M3的设备可以有效处理多个I/O通道和协议标准，如USB OTG（On-The-Go）。Cortex-M3功能 体系结构 ARMv7-M（哈佛） ISA支持 Thumb/Thumb-2管道 3阶段+分支预测Dhrystone 1.25DMIPS/MHz内存保护 带有子区域和后台区域的可选8区域MPU中断 不可屏蔽的中断（NMI）+1到240个物理中断 中断延迟12个周期中断间延迟6个周期中断优先级 8到256个优先级唤醒中断控制器 最多240个唤醒中断睡眠模式 集成的WFI和WFE指令和“退出时睡眠”功能 睡眠和深度睡眠信号 随ARM电源管理工具包括提供的可选保留模式位操作 集成的指令和位段增强指令 硬件除法（2-12个周期）和单周期（32*32）乘法调试 可选JTAG和串行线调试端口。最多8个断点和4个检测点。跟踪 可选指令跟踪（ETM）、数据跟踪（DWT）和测量跟踪（ITM）Cortex-M4 技术Cortex-M4信号处理技术Cortex-M4处理器已设计为具有适用于数字信号控制市场的多种高效信号处理功能。Cortex-M4处理器采用扩展的单周期累加（MAC）指令、优化的SIMD运算、饱和运算指令和一个可选的单精度浮点单元（FPU）。这些功能以表现ARM Cortex-M系列处理器特征的创新技术为基础。硬件体系结构用于指令提取的32位AHB-Lite接口用户数据和调试访问的32位AHB-Lite接口单周期16、32位MAC 单周期双16位MAC大范围的MAC指令 2路并行16位MAC运算32或64位累加选择 32或64位累加选择指令在单个周期中执行 指令在单个周期中执行单周期SIMD运算4路并行8位加法或减法2路并行16位加法或减法指令在单个周期中执行浮点运算符合IEEE 754标准单精度浮点单元用于获得更高精度的融合MAC其他饱和数学桶行位移器Cortex-M从8/16位迁移到ARM Cortex-MARM Cortex-M代码大小优势说明ARM Cortex-M处理器提供优于8位或16位体系结构的代码密度。这在减少对内存的需求和最大限度地提高宝贵的芯片上的使用率方面具有很大的优势。Cortex-A（苹果A8处理器）移动Internet的理想选择本身支持Adobe Flash 10.1高性能的NEON引擎，广泛支持媒体编码解码器（三星平板的CPU阉割了此引擎，所以看视频动画，会有拖屏现象）低功率设计，支持全天浏览和连接高性能Cortex-A设备可为其目标应用领域提供各种可伸缩的能效性能点。一些说明示例如下： Cortex-A15,可为下一代移动基础结构应用和要求苛刻的无线基础结构应用提供性能最高的解决方案， Cortex-A9，实现可提供800MHz-2GHz的标准频率，每个内核可提供5000DMIPS的性能 Cortex-A8单核解决方案，可提供经济有效的高性能，在600MHz-1GHz的频率下，提供性能超过200DMIPS的性能 Cortex-A5低成本实现，在400-800MHz的频率下，提供的性能超过1200DMIPS的性能多核技术Cortex-A5、Cortex-A9和Cortex-A15处理器都支持ARM的第二代多核技术，单核到四核的实现，支持面向性能的应用领域支持对称和非对称的操作系统实现通过加速器一致性端口（ACP）在导出到系统的整个处理器中保持一致性高级扩展除了具有与上一代经典ARM和Thumb体系结构的二进制兼容性外，Cortex-A类处理器还通过一下Thumb-2，提供最佳代码大小和性能TrustZone安全扩展，提供可信计算Jazelle技术，提供高执行环境（如Java,Net,MSIL,Python和Perl）速度。Cortex-A5Cortex-A5是为以下应用领域而设计的：需要在极低功耗情况下对高级操作系统进行虚拟内存管理。概述Cortex-A5处理器可为现有ARM926EJ-S和ARM1176JZ-S处理器设计提供很有价值的迁移途径。它可以获得比ARM1176JZ-S更好的性能，比ARM926EJ-S更好的功效和能效以及100%的Cortex-A兼容性。这些处理器向特别注重能耗和成本的应用程序提供高端功能，其中包括： 产品类型 应用 手机特色手机、移动支付、音频 家庭/消费 数字电视、DVD嵌入式/工业 MPU、智能仪表多重处理功能，可以获得可伸缩、高效性能用于媒体和信号处理的可选浮点或NEON单元与Cortex-A8,Cortex-A9和经典ARM处理器的完全应用兼容性高性能内存系统，包括高速缓存和内存管理单元 ARM Cortex-A5处理器是能效最高、成本最低的处理器，能够向最广泛的设备提供Internet访问：从超低成本的手机、特色手机和智能移动设备到普遍采用的嵌入式、消费类和工业设备。Cortex-A8Cortex-A8设计用来满足需要高性能、高功效、经常集成Web连接市场需求 ARM Cortex-A8处理器基于ARMv7体系结构，能够将速度从600MHz提高到1GHz以上。Cortex-A8处理器可以满足需要在300mW以下运行的移动设备的功率优化要求；一届需要2000 Dhrystone MIPS的消费类应用领域的性能优化要求。 Cortex-A8高性能处理器在如今的终端设备中得到了验证。从高端特色手机到上网本、DTV、打印机和汽车信息娱乐，Cortex-A8处理器都提供了可靠的高性能解决方案，每年发货数百万台。该处理器特别适合高性能应用领域频率从600MHz到1GHz及以上高性能、超标量微体系结构用于多媒体和SIMD处理的NEON技术与ARM926,ARM1136,ARM1178处理器的二进制兼容性产品类型 应用智能手机 运行全功能移动操作系统的应用型处理器上网本 运行桌面操作系统的高功效主处理器机顶盒用于管理富操作系统、多格式A/V和UI的主处理器 数字电视 用于管理富操作系统、UI和浏览器的处理器家庭网络 系统管理的控制处理器存储网络（HDD,SSD) 用于管理通信流控制器打印机Cortex-A9Cort