第1章 ARM处理器
1.1 ARM简介
ARM是Advanced RISC Machines的缩写。ARM公司在1990年成立于英国,是微处理器行业的一家知名企业。该公司不但自己设计大量廉价、高性能、低功耗的RISC处理器、开发相关技术及软件,而且还转让其设计许可,让合作伙伴公司来生产各具特色的芯片。这使得ARM公司在世界范围的合作伙伴超过100个,其中包括许多半导体工业的著名公司。正是这些大量的开发工具和丰富的第三方资源,共同保证了ARM处理器核在全球的领先地位。
1.1.1 ARM的特点
ARM公司的处理器具有性能高、成本低和能耗小的特点,适用于多种领域,如嵌入控制、教育/消费类多媒体、DSP和移动式应用等。
ARM是精简指令集计算机,其外型较小但性能高。它集成了非常典型的RISC结构特性,包括:
(1)大而统一的寄存器文件;
(2)装载/保存结构,数据处理的操作只针对寄存器的内容,而不直接对存储器进行操作;
(3)简单的寻址模式,所有装载/保存的地址都只由寄存器内容和指令域决定;
(4)统一和固定长度的指令域,简化了指令的译码。
此外,ARM体系结构还提供以下功能:
(1)每一条数据处理指令都对算术逻辑单元(ALU)和移位器控制,以实现对ALU和移位器的最大利用;
(2)自动增址和自动减址的寻址模式实现了程序循环的优化;
(3)多寄存器装载和存储指令实现最大数据吞吐量;
(4)所有指令都能以最快的速度执行。
这些在基本RISC结构上增强的特性使ARM处理器在高性能、低代码规模、低功耗和小硅片尺寸方面取得了良好的平衡。
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