ARM的架构发展以及如何评价处理器

1. 如何评价一个处理器

评价一个处理器需要从以下四个方面来考虑:
① 频率
一个处理器的主频和处理速度有关,一个高的主频往往有更快的处理速度。
② 性能(MIPS/MHz)
MIPS表示的是每秒中能够处理的指令数,常见处理器的处理速度与主频的信息如下所示:
– ARM7 处理速度为0.9MIPS/MHz,常见的主时钟一般为20MHz-133MHz
– ARM9 处理速度为1.1MIPS/MHz,常见的主时钟一般为100MHz-233MHz
– CORTEX-A9处理速度2.5 MIPS/MHz,主时钟一般为1000MHz-1600MHz
③ 功耗
功耗是评价一个处理器性能的有一个重要的因素,ARM处理器应用广泛的原因之一就是其功耗比较低。
④ 面积
处理器的面积和处理器的制备工艺有很大关系,面积的大小也和成本息息相关。

2.ARM处理器的架构发展

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ARM有以下几个系列:
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其中A系列是综合性能比较好的,广泛用在各个领域中;R系列主要用在需要实时性操作系统的应用中,比如汽车上;M系列主要用在各种单片机上;SECURCORE主要用在安全领域。
① ARM体系结构的发展(V3)
– V3结构 32位地址。
T Thumb状态:16位指令。
M 长乘法支持(3232=>64或者3232+64=>64)。这一性质已经变
成V4结构的标准配置。
– ARM7TDMI是1995年推出的该系列第一个处理器内核
② ARM体系结构的发展(V4)
– V4结构 加入了半字存储操作。
– ARM9系列于1997年问世。
③ ARM体系结构的发展(V5)
– 提升了ARM和Thumb指令的交互工作能力。
– ARM926EJ-S发布于2000年,ARM10发布于1999年。
④ ARM体系结构的发展(V6)
– 增加了媒体指令
属于V6体系结构的处理器核有ARM11。ARM体系结构中有四种特殊指令集:Thumb指令(T),DSP指令(E),Java指令(J),Media指令,V6体系结构包含全部四种特殊指令集。为满足向后兼容,ARMv6也包括了ARMv5的存储器管理和例外处理。这将使众多的第三方发展商能够利用现有的成果,支持软件和设计的复用。
– ARM1136J-S发布于2003年 8级流水线
⑤ ARM体系结构的发展(V7以及V8)
– Cortex-A8基于下一代ARMv7架构 (05年)
– Cortex-A9基于下一代ARMv7架构(08年)
– Cortex-M3是ARM公司于2004年底推出的首款基于ARMv7-M架构的
处理器
– ARM 06年发布了新款Cortex-R4处理器

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