微处理器与接口技术 思政课件全套 第1-12章 中国微处理器芯片的发展-串行口应用注意事项

中国微处理器的发展主流计算机架构目前主流计算架构主要有X86、ARM、GPU、FPGA、ASIC，各种架构在不同场景各有优势。X86适用于高性能高功耗的通用计算场景；ARM适用于对功耗较为敏感的通用性计算场景；GPU在图像处理、深度学习机器学习等领域应用较为广泛；FPGA

采用门阵列架构具有低时延可编程的优势，除传统图像处理、信号采集、通信、航空航天等领域外目前也逐渐在AI领域得到应用；ASIC

高度定制，主要应用于大型专用场景（挖矿），前期投资成本高但一旦稳定使用，每单位的成本最优。未来由X86、ARM、GPU、FPGA、ASIC构成的异构计算有望提供系统级的摩尔定律重新驱动算力快速增长。国产芯片市场2019年开始美国先后对中兴、华为、中科曙光、海康威视、科大讯飞等国内科技领军企业进行制裁和禁运，美国利用自身在IT基础软硬件领域的技术优势遏制国内科技产业发展之心昭然若揭。国产替代主要以中国软件、中国长城、龙芯和鲲鹏为代表的传统信创体系，大大加速国产替代的进程。国产通用处理器国产6大CPU：华为鲲鹏、龙芯、兆芯、海光、申威、飞腾。鲲鹏、飞腾——采用ARM架构龙芯——采用MIPS架构申威——采用Alhpa架构海光、兆芯——X86架构，兆芯的X86架构来自于威盛(VIA)，而海光CPU的X86授权来自于AMD。注：按照Mercury的统计，整个X86CPU市场，intel的份额为74.4%，剩余的25.6%的市场，全被AMD占领了。龙芯处理器2001年，龙芯课题组成立之初是着眼于解决国防和信息安全领域无芯可用的困境，中科院计算机所也开始着手芯片设计研发。于是，龙芯开始了漫漫长征路。2002年8月10日，“龙芯1号”诞生标志这着中国自主研发出了自己的CPU芯片。2016年研制成功的龙芯3A3000处理器被用在了北斗二代卫星成功的首发上。龙芯处理器目前，龙芯有龙芯1、龙芯2、龙芯3三个系列。龙芯1系列芯片的微结构为GS232（部分型号是GS132），龙芯1A、1B、1C是龙芯根据市场需求研发的低功耗嵌入式芯片。龙芯2系列芯片的微结构为GS264，龙芯2F被用于上网本和一体机等产品。龙芯3A1000微结构为GS464被用于笔记本。龙芯处理器——微结构和主频主频就是微处理器工作的时钟频率，同一款微处理器在一个时钟周期内完成的指令数量是固定的，因此主频越高，完成一个时钟周期所消耗的时间越短，微处理器的运行速度就越快。IPC（instructionperclock）是单位时间内调用的指令集数量，微结构设计得越好，单位时间内能调用的指令集数量越多，微处理器的性能就越好。在主频方面，2015年发布的龙芯3A2000的主频只有1G，即将流片的龙芯3A3000的也只有1.6-1.8G的主频。相比之下，Intel的CPU主频大多在3G以上，部分CPU主频接近4G；在制程工艺方面，受限于中芯国际的代工水平，龙芯能使用的最好的制程为28nm，而市面上出售的Intel芯片制程大多为10nm左右。2021年7月，龙芯宣布3A5000采用了12nm工艺。主频2.3GHz-2.5GHz，包含4个处理器核心。龙芯3A5000继续使用中国共产党重大历史事件命名产品代号。龙芯3A5000芯片代号为“KMYC70”，以纪念抗美援朝70周年。2023年11月28日，龙芯3A6000正式发布，是龙芯第四代微架构的首款产品，采用中国自主设计的指令系统和架构，无需依赖国外授权技术，可运行多种类的跨平台应用。龙芯3A5000处理器主频2.3GHz-2.5GHz，包含4个处理器核心，其性能达到AMDZen3或11代酷睿的水平。中国微处理器发展的启示我们走自主研发的道路还是走引进技术的道路，在每次遇到难以攻克的技术难关时都是一次艰苦的抉择。诱惑是一直都在的，在历经九死一生之后才明白必须坚持走自主创新的道路。不管是封禁还是不封禁，这都是我们必须要经历的。国内IT核心技术缺失导致科技产业受制于人的现状显露无遗，未来构建国内自主创新的IT生态将是未来中国科技产业发展的必由之路。二十大强调：科技自立自强、科技强国、人才强国，增强自主创新能力。请谈一下你对中国微处理器发展的看法。作答正常使用主观题需2.0以上版本雨课堂主观题10分8088/86处理器的诞生第一款16位处理器于1978年6月8日推出的8086是第一款16位处理器，而且是第一款具备现代个人计算能力的处理器。Intel曾经宣传语中写道：“40年前，我们打造了x86架构和8086处理器，从此改变了计算世界的面貌。”开发历程决心成为第一家将16位处理器推向市场的企业，Intel在大约18个月之内就将8086处理器从设计阶段推向了出货。

“今天的人们会为这项计划的时间安排感到不可思议。”首席工程师之一吉姆·麦凯维特在回忆时说道。为了推动这个项目在预定时间完成，当时的设计团队在位于加州圣克拉拉县沃尔什大道的一处租用的设施内星夜兼程，工作了许许多多的夜晚和周末。芯片最终按时于1978年6月上市。（团队精神、工匠精神）蕴含潜力

8086是第一款16位处理器，并且使用了能提供全新层次的性能与灵活性的开创性的架构。同样重要的是，Intel将这款处理器作为一个更大系统的一部分——8086的诞生是史无前例的，没有前代产品的它，自然也还没有相应配套的支持产品及开发工具来帮助人们使用它，8086被设计成为一系列使用相同架构的向前兼容的芯片中的第一个。

硬件、软件与支持的结合是一种全新的开始，但是市场暂时还没有完全理解它的潜力。那时，微处理器仍然是一个新生的行业。使用者并没有完全形成他们对于处理器的价值理念，设计者及营销者也在尽全力解决消费者对选购处理器时的优先考虑事项认识不清的问题。IBMPC的出现X86架构在8086处理器中首度出现，还没有引起太大的关注。8086的衍生产品8088，促成了第一台IBM个人电脑的诞生。也正是从8088开始，个人电脑（PC）的概念开始在全世界范围内发展起来。从8088应用到IBMPC上开始，个人电脑真正走进了人们的工作和生活之中，它也标志着一个新时代的开始，逐渐构建了一个庞大的家族，一个涵盖了台式机、笔记本、服务器、超级计算机等设备的生态系统，其所使用的x86架构也成为PC业界的标准。在x86架构不断发展壮大的过程中，击败了许多竞争对手，即其他处理器厂商的架构，从而造就了今日Intel如日中天的地位。发展瓶颈

AMD、VIA等也开发x86架构的CPU，由于Intelx86系列及其兼容CPU都使用x86指令集，也就形成了今天庞大的x86系列及兼容CPU阵容。这也造就了行业内“强者愈强”的一种习惯，一种统治地位。然而，x86架构已经经历了40年，它本身也有自身不先进的地方，可惜目前实在过于庞大，难以轻易舍弃它。比如，到2002年，由于32位特性的长度，x86的架构开始到达某些设计的极限。创新与升级在64位时代，Intel推出新的架构称为IA-64技术作为Itanium处理器产品线的基础，IA-64与x86的软件天生不兼容，需要使用各种模拟形式来运行x86的软件，但是效率十分低下。AMD则主动把32位x86扩充为64位，它以名为AMD64的架构出现，且以这个技术为基础的第一个产品是单内核的Opteron和Athlon64处理器家族。由于AMD的64位处理器产品线首先进入市场，且微软也不愿意为Intel和AMD开发两套不同的64位操作系统，Intel也被迫采纳AMD64指令集且增加某些新的扩充到他们自己的产品，命名为EM64T架构，后来正式更名为Intel64。这是由非Intel的制造商所发起和设计的第一次重大的x86架构升级。更重要的是，这是第一次Intel实际上从外部来源接受这项本质的技术，这也使得8086处理器的余威到今天仍在延续。（包容求是，创新发展）

二十大中提及：“人类命运共同体是世界各国人民前途所在”，“坚持交流互鉴，推动建设一个开放包容的世界”。龙芯的指令集龙芯处理器——指令集CISC指令集的每个指令可执行若干低阶操作。诸如从内存读取、储存、和计算操作，全部集于单一指令之中，指令数目多而复杂，指令编码格式混乱，导致编码器复杂，流水线设计较为困难，指令不定长也带来指令对齐方面的额外挑战，因此付出了性能的代价。CISC指令集经典代表：X86。RISC指令集对指令数目和寻址方式都做了精简，固定指令长度，统一指令编码格式，加速常用指令，流水线设计更容易，因此效率也更高。有一段时间，因为RISC的高效率，Intel在发展CISC产品线的同时，也不得不研发了RISC处理器。RISC指令集典型代表：Alpha、MIPS。CISC和RISC与在竞争的过程中相互学习、取长补短，CISC指令集在解码阶段上实现向RISC类指令的转化，将后端流水线转换成类RISC的形式。而随着技术发展，RISC指令集也达到数百条甚至上千条，在指令集上殊途同归了。龙芯处理器——指令集从国外购买指令集授权的话，不仅要支付一笔授权费，而且授权到期要再购买一次，外商每一次更新指令集还要再购买一次。另外，还会受到很多限制，比如不具备发展权，不能扩展指令集，只能按照国外巨头的划定路线图走，跟在身后亦步亦趋。龙芯选择兼容MIPS，一方面是因为课题组当时只有10余名成员，人力财力精力有限。另一方面，龙芯自己定义一套指令集技术上没有难度，但是无法兼容现有的计算机体系。龙芯走兼容MIPS指令集发展路线，在2008年金融危机后，以比较低的价格购买了MIPS指令的永久授权，在十几年的发展中对指令集进行了相当大的扩展。逐渐发展出了自己的指令集loongISA，loongISA指令集共1907条指令。龙芯处理器——指令集2021年，拥有MIPS指令集的WaveComputing转投RISC-V阵营的消息引发关注。2021年，MIPS生态的重要维护者龙芯也放弃MIPS指令系统，发布了完全自主指令集架构LoongsonArchitecture，简称龙芯架构或LoongArch，逐渐发展出了自己的指令集loongISA，loongISA指令集共1907条指令。LoongArch在指令系统设计、指令格式、指令编码、寻址模式等方面进行了自主设计。LoongArch指令系统手册在章节结构、指令说明结构和指令内容表达方面与上述国际上主要指令系统存在明显区别。LoongArch基础架构未发现对国际主要指令系统存在侵权风险。(自主创新的重要性，打破软件生态发展受制于人的锁链)美日芯片战争背景1973年，石油危机爆发后，欧美经济停滞，电脑需求放缓，影响了半导体产业，这给了日本可乘之机。1976年3月，日本政府启动了"DRAM制法革新"国家项目。由日本政府出资320亿日元，日立、NEC、富士通、三菱、东芝五大企业联合筹资400亿日元。总计投入720亿日元（2.36亿美元）为基金，由日本电子综合研究所，和计算机综合研究所牵头，设立国家性科研机构——“VLSI技术研究所”。以DRAM为入口，依托于汽车和PC产业的繁荣，日本DRAM产业获得了飞速发展，推动日本半导体走向了巅峰。1985年，第一个转折点，日本成为全球最大半导体生产国，日本最高的时候DRAM坐拥全球80%市场。背景战争爆发——诱骗1982年的时候，美国对三菱和日立进行了制裁打压，FBI假扮IBM员工，故意把IBM公司的27卷绝密设计资料中的10卷发给了日立公司高级工程师林贤治。林贤治很快上当，表示还想要换取更多资料，FBI马上拿到证据并公之于众，称“日本企业窃取美国技术”。战争爆发——《广场协定》这次钓鱼执法极为成功，日立和三菱被美国法律整得元气大伤，但是，日本的半导体产业还是处于高速发展之中。1985年时候，美国对日本发动了经济战争，逼迫日本签订了《广场协议》，美国金融专家们不断地对美元进行口头干预，最低曾跌到1美元兑120日元。在不到三年的时间里，美元对日元贬值了50%，日本开始陷入泡沫经济。战争爆发——安全威胁论美国正式向日本发动了芯片战争，这是人类史册上第一次芯片战争。1985年的时候，美国半导体产业协会开始向美国商务部投诉日本半导体产业不正当竞争，要求总统根据301贸易条款解决市场准入和不正当竞争的问题。美国向负责谈判的通产省开出极其苛刻的条件，将美国半导体在日本的市场提升到20%-30%，建立价格监督机制，终止第三国倾销。另外一方面，美国在媒体上大肆宣扬“日本威胁论”，宣称日本企业在这一领域的全面领先，将严重威胁美国国家安全，为自己发动芯片战争寻找理由！战争爆发——收音机事件美宣称如果日本不答应，将对日本进行制裁。1986年，在军事上依赖美国的日本被迫接受了美国的提议，但是日本的半导体产业当时还是处于黄金发展阶段，并没有对日本半导体产业造成太过于严重的损伤。这让美国非常愤怒，1987年，以邓肯·亨特为首的5名美国国会议员，扛着几把大铁锤，站在美国国会山台阶上。直播砸东芝收音机。战争爆发——第二次半导体协议1987年7月和1988年4月，美日双方达成协议，双方共同开发FSX战斗机，美国有权得到所有技术，美国借此打开了获得日本技术的渠道。1989年再次和日本签订了不平等条约《日美半导体保障协定》，开放日本半导体产业的知识产权、专利。1991年，日本的统计口径美国已经占到22%，但是美国仍旧认为是20%以下，美国再次强迫日本签订了第二次半导体协议。当时通信技术革命爆发，1G时代的到来，个人计算机时代来临，PC开始普及，美国的美光和韩国的三星等企业对产品作出了以高性价比DRAM战略调整，而当时的日本依旧以高可靠性为生产标准，未能很好地适应市场变化。战争爆发——扶持韩国美国还扶植了韩国来对抗日本，美国不仅对韩国授权技术，还指导韩国获得了东芝生产线，并且疯狂挖日本企业的人才。由此，韩国在闪存半导体领域开始壮大。1990年8月，三星正式成为世界上第三个拥有16MDRAM内存芯片的企业。美国还对韩日发动反倾销，对日本企业征收了100%的反倾销税，而对韩国只征收0.74%，在美国的帮助下，韩国的半导体产业迅速崛起，和美日呈三足鼎立之势。战争爆发——穷追猛打1995年，在经历了10年的抗争之后，日本最终还是缴械投降，这是日本半导体产业最后的余晖，世界半导体企业前十中，NEC（第一）、东芝（第二）、日立制作所（第三）、富士通（第八）、三菱电机（第九）。1996年，美国想将日本吃干榨净，拟签订第三次不平等半导体条约，这次在日本政府的斡旋下，最终没有成功，但是日本半导体产业早已元气大伤。为什么美国为什么没有打压韩国半导体产业，因为韩国选择了投降，三星有55%的股权是被外资控股的，其中大部分是美资。战争爆发——穷追猛打1995年，在经历了10年的抗争之后，日本最终还是缴械投降，这是日本半导体产业最后的余晖，世界半导体企业前十中，NEC（第一）、东芝（第二）、日立制作所（第三）、富士通（第八）、三菱电机（第九）。1996年，美国想将日本吃干榨净，拟签订第三次不平等半导体条约，这次在日本政府的斡旋下，最终没有成功，但是日本半导体产业早已元气大伤。为什么美国为什么没有打压韩国半导体产业，因为韩国选择了投降，三星有55%的股权是被外资控股的，其中大部分是美资。战争爆发——残喘，灭亡1999年，日立、NEC、三菱电机三家的DRAM业务开始整合，1999年，尔必达成立。但是美国依然没有放过日本，然而在负隅顽抗了十几年后，2012年2月28日，在美韩的联手下，尔必达宣布破产，日本半导体行业彻底回天乏术，而美韩彻底掌握了DRAM的全球议价权，将DRAM卖出了天价。日本从1963年开始，用了22年的时间，举全国之力发展的半导体产业，却被美国用了10年轻易击垮。总结35年前美国对日本发动了芯片战争，把日本的半导体业杀的片甲不留。集成电路是一个新的战场，“务必谦虚谨慎、艰苦奋斗，务必敢于斗争、善于斗争”（二十大精神），“以史为鉴、开创未来，埋头苦干、勇毅前行”。请谈一下你对美日存储芯片之争的感想：作答正常使用主观题需2.0以上版本雨课堂主观题10分接口及标准化六大接口组织“封杀”事件2019年5月25日，网上热传Wi-Fi联盟（Wi-FiAlliance）、SD协会（TheSDAssociation）、国际固态技术协会（JEDEC）、外围部件互连专业组标准组织（PCI-SIG）、蓝牙技术联盟和USB标准化组织（USB-IF）六大国际标准组织将华为的成员资格暂时取消。Wi-Fi联盟（Wi-FiAlliance）负责Wi-Fi认证与商标授权的工作，总部位于美国德克萨斯州奥斯汀（Austin）。联盟成立于1999年，负责在全球范围内推行Wi-Fi产品的兼容认证，发展iEEE802.11标准的无线局域网技术。该联盟成员单位超过200家，其中42%的成员单位来自亚太地区，中国区会员也有5个。2019年9月16日，Wi-Fi联盟宣布启动Wi-Fi6认证计划，最大传输速率提升到了9.6Gbps。SD协会（TheSDAssociation）SD协会于2000年1月成立，为一个以制定并推广记忆卡存储规格的产业性组织。目前SD协会约有近1,000间企业会员参与SD规格的设计与发展。SD协会是一个由全球国际性公司所组成的产业体系，以制定引领产业发展的记忆卡技术。国际固态技术协会（JEDEC）JEDEC即固态技术协会是微电子产业的领导标准机构。JEDEC成立于1958年，1999年，JEDEC成为一家独立协会，并更名为：JEDEC固态技术协会。JEDEC的会员构成是跨国性的，不隶属于任何一个国家或政府实体。JEDEC通过50个委员会和分委员会来完成为微电子产业制定开放性世界通用标准的使命，以满足多样化的产业发展与技术需要。JEDEC拥有近300家会员公司，包括业内几乎所有前100家公司。蓝牙技术联盟（BluetoothSpecialInterestGroup）蓝牙技术联盟是一个以制定蓝牙规范，以推动蓝牙技术的跨国组织。它拥有蓝牙的商标，负责认证制造厂商，授权他们使用蓝牙技术与蓝牙标志，但是它本身不负责蓝牙装置的设计、生产。成立于1998年9月的SIG总部设在华盛顿。其后，BluetoothSIG在全球设立的办事处的包括：美国西雅图（全球总部）和中国香港特别行政区（亚太区总部）。除了创始成员以外，BluetoothSIG还包括200多家联盟成员公司以及约6000家应用成员企业。而企业只要使用“蓝牙(Bluetooth)”相关商标在市场上销售产品，都必须向蓝牙技术联盟交纳商标使用费和产品认证费用。外围部件互连专业组标准组织（PCI-SIG）1991年下半年，Intel公司首先提出了PCI的概念，并联合IBM、Compaq、AST、HP、DEC等100多家公司成立了PCI集团。该组织拥有并管理着开放式行业标准——PCI规范。随着行业的I/O需求的发展，该组织负责定义和实现新的行业标准I/O（输入/输出）规范。目前，全球共有900多家业界领先公司成为了PCI-SIG成员。USB标准化组织（USB-IF）USB-IF是位于美国的USB标准化组织，全称USBImplementersForum。1994年，由英特尔与微软倡导发起成立。USB-IF主要是推广通用串行总线技术并提供相应的技术规范，以促进高质量USB外设（设备）的开发，使符合规范的产品顺利通过兼容性测试。自2017年到2018年，共有19款芯片取得了协会的认证，但绝大多数出自美国、中国台湾厂商之手，USB接口芯片是我国的技术薄弱之处，目前绝大多数依赖于进口。USB充电接口不是一个新问题，但其背后还有很多商业利益问题。后续12019年5月29日，SD协会解释道：“华为的会员资格从未被取消，由于过短暂的升级，这是为了确保符合美国商务部的要求。华为名字在官网消失，是由于技术原因。”JEDEC表示，“5月17日，华为技术有限公司通知JEDEC，已经决定自愿暂停其在JEDEC的会员资格，直到美国政府的限制被取消。”，但后续恢复。蓝牙技术联盟表示从未发表任何剔除华为的言论。USB-IF也从未将华为的会员资格移除，并未对此发表任何官方声明。WiFi联盟并未取消华为会员资格，只是限制为参加联盟的相关活动。PCI-SIG组织的成员收到邮件要求停止组织对华为的一切支持，并拒绝华为参与任何组织内活动，在其会员名单中至今也没有重现华为的身影。。后续2华为在标准组织、产业联盟、开源社区等各类产业组织中积极贡献，加速产业发展，做大产业空间。华为加入了400多个标准组织、产业联盟、开源社区，担任超过400个重要职位。2018年，我们提交标准提案超过5,000篇，累计提交近60,000篇。SD协会的禁令对于华为影响不大，华为有SD卡的替代品——NM卡，体积比传统的MicroSD更小。华为已经开发出基于hi1103芯片的X-BT（超级高速蓝牙），

具有AI智能算法，智能判别环境因素和蓝牙信号强度，。凭借对5G技术的深入理解与掌握，华为成为了Wi-Fi6标准的主要贡献者，公司专家担任了5个Wi-Fi国际标准工作组主席职位。后续32004年7月，中国向国际标准组织正式提交了WAPI提案争夺国际无线局域网标准，美国主导的WLAN（常说的WIFI）也是竞争者之一。美国以拒绝签证的方式，阻止绝中国WAPI技术人员参与国际标注组织的会议，导致中国WAPI技术标准议题一直无法推进，而美国则利用五年时间，在英特尔帮助下将Wi-Fi推向全世界。类似WAPI的事例还有很多，中国产品饱受标准的制约，因此，各种计算机、手机和服务器的小接口的标准背后有着大博弈。影响标准建立的三大因素：国家综合实力、市场、技术，这三者缺一不可。而这三个对应正是：中国制造2025，经济内循环和科技创新。标准的制定终究靠国家的实力说话，要继续努力，只有中华民族的复兴，才能摆脱受制于人的局面。请说一下对接口和标准重要性的认识：作答正常使用主观题需2.0以上版本雨课堂主观题10分微处理器架构简史微处理器结构冯·诺依曼结构又称为普林斯顿结构，是一种将程序指令存储器和数据存储器合并在一起的存储器结构。冯·诺依曼美籍是匈牙利数学家、计算机科学家、物理学家，20世纪最重要的数学家之一，称为“现代计算机之父”、“博弈论之父”。ENIAC，全称为ElectronicNumericalIntegratorAndComputer，即电子数字积分计算机。ENIAC是继ABC（阿塔纳索夫-贝瑞计算机）之后的第二台电子计算机和第一台通用计算机，ENIAC宣告了一个新时代的开始，从此科学计算的大门也被打开了。由于当时冯·诺依曼正参与原子弹的研制工作，他是带着原子弹研制过程中遇到的大量计算问题加入到计算机的研制工作中来的。因此可以说，ENIAC为世界上第一颗原子弹的诞生也出了不少力。计算机已从第一代计算机发展到了第五、六代计算机，像最初制造出来的ENIAC一样，许多高性能的计算机总是在为尖端科技的研制服务。微处理器结构哈佛结构是一种将程序指令存储和数据存储分开的存储器结构，起源于HarvardMarkI型继电器式计算机。这部机电式计算机由IBM的HowardH.Aiken（艾肯）所设计的，在1944年8月7日搬到哈佛大学。马克一号的特点为全自动运算。一但开始运算便无须人为介入。MarkI主要供海军舰船局(BureauofShips)用于计算弹道和编制射击表，也曾在曼哈顿计划中计算有关原子弹的问题。两种架构的发展与融合51单片机虽然数据指令存储区是分开的，但总线是分时复用的，所以属于改进型的哈佛结构。ARM9虽然是哈佛结构，但是之前的版本(例如ARM7)也还是冯.诺依曼结构。早期的X86正是由于了冯.诺依曼这种实现简单，成本低的总线结构，迅速占有市场。现在处理器虽然外部总线上看是诺依曼结构的，但是由于内部CACHE的存在，实际上内部来看已经类似改进型哈佛结构。哈佛结构较为复杂，对外围设备的连接与处理要求高，不适合外围存储器的扩展，所以早期通用CPU难以采用这种结构。而单片机，由于内部集成了所需的存储器，所以采用哈佛结构也未尝不可。现在的处理器，依托CACHE的存在，已经很好的将二者统一起来了，在微处理器领域融合发展。ARM发展简介ARM的起源ARM公司既不生产芯片也不销售芯片，它只出售芯片技术授权。却做到了在手持设备市场上占有90%以上的份额。1978，HermannHauser和ChrisCurry等人创立了Acorn计算机公司。1981年，公司迎来了一个难得的机遇——英国广播公司BBC打算在整个英国播放一套提高电脑普及水平的节目，他们希望Acorn能生产一款与之配套的电脑。当时，中央处理器的发展潮流，正在从8位变成16位，Acorn并没有合适的芯片可以用。打算去找英特尔（Intel），希望对方提供一些80286处理器的设计资料和样品。但是，却遭到了拒绝。备受打击的Acorn公司，一气之下决定自己干，自己造芯片。ARM的起源当时，Acorn公司的研发人员从美国加州大学伯克利分校找到了一个关于新型处理器的研究——简化指令集（RISC），恰好可以满足他们的设计要求。在此基础上，经过多年的艰苦奋斗，来自剑桥大学的计算机科学家SophieWilson和SteveFurber最终完成了微处理器的设计。SophieWilson和SteveFurber前者负责指令集开发，后者负责芯片设计。对于这块芯片，Acorn给它命名为AcornRISCMachine。这就是大名鼎鼎的“ARM”三个字母的由来。1990年11月27日，Acorn公司正式改组为ARM计算机公司。苹果公司出资150万英镑，芯片厂商VLSI出资25万英镑，Acorn本身则以150万英镑的知识产权和12名工程师入股。这时，ARM是公司名称，不是芯片名称。这个ARM的完全拼写也不一样，是AdvancedRISCMachines。ARM的运营ARM所采取的是IP（IntellectualProperty，知识产权）授权的商业模式，收取一次性技术授权费用和版税提成。具体来说，ARM有三种授权方式：处理器、POP以及架构授权。处理器授权是指授权合作厂商使用ARM设计好的处理器，对方不能改变原有设计，但可以根据自己的需要调整产品的频率、功耗等。POP（processoroptimizationpack，处理器优化包）授权是处理器授权的高级形式，ARM出售优化后的处理器给授权合作厂商，方便其在特定工艺下设计、生产出性能有保证的处理器。架构授权是ARM会授权合作厂商使用自己的架构，方便其根据自己的需要来设计处理器（高通的Krait架构和苹果的Swift架构）。所以，授权费和版税就成了ARM的主要收入来源。除此之外，就是软件工具和技术支持服务的收入。对于半导体公司来说，一次性技术授权费用在100万-1000万美元之间，版税提成比例一般在1%-2%之间。ARM的崛起正是ARM的这种授权模式，极大地降低了自身的研发成本和研发风险。它以风险共担、利益共享的模式，形成了一个以ARM为核心的生态圈，使得低成本创新成为可能。1993年，ARM将产品授权给CirrusLogic和德州仪器（TexasInstruments，TI）。与德州仪器的合作，给ARM公司带来了重要的突破。而且，也给ARM公司树立了声誉，证实了授权模式的可行性。1993年，苹果公司推出了一款新型掌上电脑产品——Newton。ARM公司开发的ARM6芯片被用于该产品之中。AppleNewtonMessagePad现在被认为是PDA和智能手机的鼻祖。1998年，诺基亚基于ARM设计的畅销帮助它成了全世界最大的手机生产商。诺基亚6110成为了第一部采用ARM处理器的GSM手机，上市后获得了极大的成功。鉴于苹果研究人员对ARM芯片架构非常熟悉，ipod也继续使用了ARM芯片，取得了巨大的商业成功。2007年，真正的划时代产品iPhone出现了,彻底颠覆了移动电话的设计，开启了全新的时代。AppStore的迅速崛起，让全球移动应用彻底绑定在ARM指令集上。ARM的崛起2008年，谷歌推出了Android（安卓）系统，也是基于ARM指令集。至此，智能手机进入了飞速发展阶段，ARM也因此奠定了在智能手机市场的霸主地位。同年，ARM芯片的出货量达到了一百亿颗。微软公司（2011年）宣布，下一版Windows将正式支持ARM处理器。这是计算机工业发展历史上的一件大事，标识着x86处理器的主导地位发生动摇。其实，正是英特尔一步一步将ARM送上了如今无法取代的位置。90年代，高通想和英特尔合作，英特尔认为手机市场太小，拒绝了合作。后来，苹果的第一代iPhone一开始也想和英特尔合作，英特尔还是以相同的理由拒绝了。结果，移动设备市场被英特尔拱手让人，现在想追也追不回来了。2010年6月中，苹果公司向ARM董事会表示有意以85亿美元的价格收购ARM公司，但遭到董事会拒绝。2016年7月18日，曾经投资阿里巴巴的孙正义和他的日本软银集团，以243亿英镑（约309亿美元）收购了ARM集团。至此，ARM成为软银集团旗下的全资子公司。不过，软银集团表示，不会干预或影响ARM未来的商业计划和决策。ARM的核心ARM公司主要设计ARM系列AISC处理器内核，它不生产芯片，只提供IP核。先以一个例子解释一下架构、核、处理器和芯片：S3C2440，这是一款SoC芯片，注意，它不是CPU。2440和51单片机有点类似，都属于嵌入式。嵌入式的发展到经历了三个阶段，分别是SCM、MCU、SoC。51属于SCM或MCU，而2440就属于SoC了。中间的那个arm920t就是2440的处理器，处理器和核在与51核类似，51是硬概念，2440是软概念。这里的920t就既是处理器又是核。而三星做的就是除了这个cpu外其他的东西。ARM的核心ARM架构包含了RISC特性：正交指令集、大量的16×32-bit寄存器阵列、固定的32bits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。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，生产出来的芯片有很多引脚，不仅包含了CPU，还包含了其他的控制器，这个东西就叫做。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。ARM之所以能有今天的地位，既有外部的机遇因素，也有内部的战略因素。他们选择了一条和英特尔截然相反的道路，即轻资产的、开放的合作共赢模式。对ARM来说，合作伙伴的成功就意味着自己的成功。与ARM开展业务往来的每家公司均与ARM建立了“双赢”的和谐共生关系。（坚持要合作而不要对抗，要双赢、多赢、共赢而不要单赢）混合编程混合编程在单片机应用系统设计中，过去主要采用汇编语言开发程序。汇编语言编写的程序对单片机硬件操作很方便，编写的程序代码短，效率高，但系统设计的周期长，可读性和可移植性都很差。C语言程序开发是单片机系统开发应用所采用的主要开发方式之一，C语言功能丰富、表达能力强、使用灵活方便、开发周期短、可读性强、可移植性好。但是，采用C语言编程还是存在着如对硬件没有汇编方便、效率没有汇编高、编写延时程序精确度不高等缺点。因此，单片机系统开发中经常用到C语言与汇编语言混合编程技术。（两点论，A51和C51的各自优缺点）混合编程混合编程技术可以把C语言和汇编语言的优点结合起来，编写出性能优良的程序。单片机混合编程技术通常是，程序的框架或主体部分用C语言编写，对那些使用频率高、要求执行效率高、延时精确的部分用汇编语言编写，这样既保证了整个程序的可读性，又保证了单片机应用系统的性能。混合编程的基本方式C语言与汇编语言混合编程通常有两种基本方法：在C语言中嵌入汇编程序和在C语言中调用汇编程序。在C51中嵌入汇编程序在C51中嵌入汇编程序主要用于实现延时或中断处理，以便生成精练的代码，减少运行时间。嵌入式汇编通常用在当汇编函数。（重点论，程序的实时性和可读性）以下是一个完整的例程＃include<reg51.h>voidmain(void){P2=1;#pragmaasmMOVR7,#10DEL:MOVR6,#20DJNZR6,＄

DJNZR7,DEL#pragmaendasmP2=0;}混合编程文中用到的编译器一律为keil

首先是一个范例，并从这个范例展开说明：............//C51Codehere#pragmaASM.............//HereistheAssemblerCode#pragmaENDASM...........//C51Codehere首先在Project窗口中包含汇编代码（ASM）的C文件单击右键，选择“Optionsfor...”，然后点击“GenerateAssemblerSRCFile”和“AssembleSRCFile”根据选择的编译模式，把相应的库文件加入工程，应该注意的是，这个文件必须作为该工程的最后一个文件。以下是一个完整的例程＃include<reg51.h>voi