ARM处理器

ARM处理器特点

ARM处理器系列

ARM处理器结构(体系结构 寄存器结构 指令结构)

ARM处理器

ARM（Advanced　RISC　Machines），既可以认为是一个公司的名字，也可以认为是对微处理器的通称，还可以认为是一种技术的名字。

ARM处理器是一个32位元精简指令集(RISC)处理器架构,其广泛地使用在许多嵌入式系统设计。

据最新消息称，微软在2012年2月29日即将发布的消费者预览版Windows 8操作系统，将支持ARM系列处理器。Windows平板电脑时代即将到来。

ARM处理器特点

1、体积小、低功耗、低成本、高性能；

2、支持Thumb（16位）/ARM（32位）双指令集，能很好的兼容8位/16位器件；

3、大量使用寄存器，指令执行速度更快；

4、大多数数据操作都在寄存器中完成；

5、寻址方式灵活简单，执行效率高；

6、指令长度固定。

ARM处理器系列

ARM7系列　ARM9系列　ARM9E系列　ARM10E系列

SecurCore系列　Intel的Xscale　Intel的StrongARM ARM11系列

其中，ARM7、ARM9、ARM9E和ARM10为4个通用处理器系列，每一个系列提供一套相对独特的性能来满足不同应用领域的需求。SecurCore系列专门为安全要求较高的应用而设计。

ARM处理器结构

体系结构

1 CISC（Complex　Instruction　Set　Computer，复杂指令集计算机）

在CISC指令集的各种指令中，大约有20%的指令会被反复使用，占整个程序代码的80%。而余下的80%的指令却不经常使用，在程序设计中只占20%。

2 RISC（Reduced　Instruction　Set　Computer，精简指令集计算机）

RISC结构优先选取使用频最高的简单指令，避免复杂指令；将指令长度固定，指令格式和寻地方式种类减少；以控制逻辑为主，不用或少用微码控制等

RISC体系结构应具有如下特点：

1　采用固定长度的指令格式，指令归整、简单、基本寻址方式有2～3种。

2　使用单周期指令，便于流水线操作执行。

3　大量使用寄存器，数据处理指令只对寄存器进行操作，只有加载/　存储指令可以访问存储器，以提高指令的执行效率。

除此以外，ARM体系结构还采用了一些特别的技术，在保证高性能的前提下尽量缩小芯片的面积，并降低功耗：

4　所有的指令都可根据前面的执行结果决定是否被执行，从而提高指令的执行效率。

5　可用加载/存储指令批量传输数据，以提高数据的传输效率。

6　可在一条数据处理指令中同时完成逻辑处理和移位处理。

7　在循环处理中使用地址的自动增减来提高运行效率。

寄存器结构

ARM处理器共有37个寄存器，被分为若干个组（BANK），这些寄存器包括：

1　31个通用寄存器，包括程序计数器（PC指针），均为32位的寄存器。

2　6个状态寄存器，用以标识CPU的工作状态及程序的运行状态，均为32位，目前只使用了其中的一部分。

指令结构

ARM微处理器的在较新的体系结构中支持两种指令集：ARM指令集和Thumb指令集。其中，ARM指令为32位的长度，Thumb指令为16位长度。Thumb指令集为ARM指令集的功能子集，但与等价的

ARM代码相比较，可节省30%～40%以上的存储空间，同时具备32位代码的所有优点。