ARM(Advanced RISC Machine)是一种现代化的精简指令集计算机,因其精简的指令集和高处理速度而被广泛应用于移动设备、数字嵌入式系统、路由器等领域,成为最流行的处理器架构之一。
ARM指令集被分为两类:ARM和Thumb。ARM指令集设计的初衷是进行高速处理,能够快库地读写内存,执行高速的浮点运算。而Thumb指令集则是为了解决处理器花费的存储问题,其较短的指令集使得它在处理器资源有限的情况下也能运行稳定。
大多数的ARM处理器都支持全功能ARM指令集及Thumb指令集,只需要执行一条特定的指令就可以在两种指令集之间进行快速的切换。这种混合指令集允许ARM处理器在不同的应用领域之间进行灵活切换,例如可在少数处理器指令集下运行实时嵌入式系统。
ARM指令集按照不同的处理器架构进行划分。目前市面上常见的ARM处理器架构有ARMv5、ARMv6、ARMv7和ARMv8等。
ARMv5是用于低功耗、低成本的嵌入式系统的处理器架构,支持全功能ARM、Thumb和Java Bytecode处理,并且能够集成DSP扩展指令。ARMv6结构包含强大的分支预测、Thumb-2机制和支持NEON技术的浮点单元,具有比ARMv5更高的性能和能效比。
ARMv7架构除了在ARM Cortex-A制造的在处理器中实现的标准功能之外还包含了ARM Cortex-R和ARM Cortex-M,如Cortex-A9、Cortex-A15等。这些处理器架构在性能、功耗和成本上都提供了不同的方案。ARMv8是最新的64位处理器架构,它引入了新的AArch64指令集架构,在内存管理、安全性和电源管理等方面进行了升级。
ARM架构广泛应用于移动设备、数字嵌入式系统、路由器、数字电视机顶盒、数码相机和游戏机等领域。此外,它还被用于智能控制器、安全锁、物联网设备等非常规应用领域。
ARM架构以其先进的技术和普适性成为了现代数字化系统的核心,其微小的尺寸和能耗使得ARM处理器可以低功耗、长时间稳定地运行在各种嵌入式设备中。随着科技的不断发展,相信ARM架构将会在更多的领域展现它的强大。