ARM架构ARM架构（过去称作进阶精简指令集机器（Advanced RISC Machine），更早称作Acorn RISC Machine）是一个32位精简指令集（RISC）中央处理器（processor）架构，其广泛地使用在许多嵌入式系统（embedded）设计。由于节能的特点，ARM处理器非常适用于行动通讯领域，符合其主要设计目标为低耗电的特性。在今日，ARM家族占了所有32位嵌入式处理器75%的比例1，使它成为占全世界最多数的32位架构之一。ARM处理器可以在很多消费性电子产品上看到，从可携式装置（PDA、行动电话、多媒体播放器、掌上型电玩，和计算器）到计算机外设设备（硬盘、桌上型路由器）甚至在飞弹的弹载计算机等军用设施中都有他的存在。在此家族中衍伸的重要产品还包括Marvell的XScale架构和德州仪器的OMAP系列。目录 1 历史 2 内核种类 3 设计文件o 3.1 Thumbo 3.2 Jazelleo 3.3 Thumb-2o 3.4 Thumb Execution Environment (ThumbEE)o 3.5 进阶 SIMD (NEON)o 3.6 VFPo 3.7 安全性扩充 (TrustZone) 4 ARM 授权方 5 延伸阅读 6 参考数据 7 外部连结编辑历史一颗主要用于路由器的Conexant ARM处理器ARM的设计是Acorn计算机公司（Acorn Computers Ltd）于1983年开始的发展计划。这个团队由Roger Wilson和Steve Furber带领，着手开发一种新架构，类似进阶的MOS Technology 6502处理器。Acorn有一大堆建构在6502架构上的计算机，因此能设计出一颗类似的芯片即意味着对公司有很大的优势。团队在1985年时开发出ARM1 Sample版，而首颗真正的产能型ARM2于次年量产。ARM2具有32位的数据总线、26位的寻址空间，并提供64 Mbyte的寻址范围与16个32-bit的缓存器。这些缓存器其中有一颗做为（word大小）程序计数器，其前面6 bits和后面2 bits用来保存处理器状态标记（Processor Status Flags）。ARM2可能是全世界最简单实用的32位微处理器，其仅容纳了30,000个晶体管（相较于Motorola六年后的68000其包含了70,000颗）。之所以精简的原因在于它不含微码（请参阅microcode）（这表示大概只有68000的1/3至1/4），而与现今大多数的 CPU 不同，它没有包含任何的快取。这个精简的特色使它只需消耗很少的电能，却能发挥比Intel 80286更好的效能来源请求。后继的处理器ARM3更备有4KB的快取，使它能发挥更佳的效能。在1980年代晚期，苹果计算机开始与Acorn合作开发新版的ARM核心，由于这项目非常重要，Acorn甚至于1990年将设计团队另组成一间名为Advanced RISC Machines Ltd.的新公司。也基于这原因，使得ARM有时候反而称作Advanced RISC Machine而不是Acorn RISC Machine。由于其母公司ARM Holdings plc于1998年的伦敦交易市场和NASDAQ挂牌上市1，使得Advanced RISC Machines成了ARM Ltd旗下拥有的产品。这个项目到后来进入了ARM6，首版的式样在1991年释出，然后苹果计算机使用ARM6架构的ARM 610来当作他们Apple Newton PDA的基础。在1994年，Acorn使用ARM 610做为他们Risc PC计算机内的CPU。在这些变革之后，内核部份却大多维持一样的大小。ARM2有30,000颗晶体管，但ARM6却也只增长到35,000颗。主要概念是以ODM的方式，使ARM核心能搭配一些选配的零件而制成一颗完整的CPU，而且可在现有的晶圆厂里制作并以低成本的方式达到很大的效能。ARM的经营模式在于出售其知识产权核（IP core），授权厂家依照设计制作出建构于此核的微控制器和中央处理器。最成功的实作案例属ARM7TDMI，几乎卖出了数亿套内建微控制器的装置。DEC购买这个架构的产权（此处会造成混淆在于其本身也制造DEC Alpha并研发出StrongARM。在 233 MHz 的频率下，这颗 CPU 只消耗一瓦特的电能（后来的芯片消耗得更少）。这项设计后来为了和Intel的控诉和解而技术移转，Intel 因而趁机以 StrongARM 架构补强他们老旧的i960产线。Intel 后来开发出他们自有的高效能实作，称作XScale，之后也卖给了Marvell。支援智能型手机、PDA和其它手持装置最常见的架构是ARMv4。XScale和ARM926处理器是ARMv5TE，而且比起建构在 ARMv4 的StrongARM、ARM925T和ARM7TDMI等处理器还更常见于许多高阶装置上来源请求。架构版本如下栏所示。编辑内核种类家族架构内核特色快取 (I/D)/MMU常规MIPS于 MHz应用ARM1ARMv1ARM1无ARM2ARMv2ARM2Architecture 2 加入了MUL(乘法)指令无4 MIPS 8MHzAcorn Archimedes, ChessmachineARMv2aARM250Integrated MEMC (MMU)，图像与IO处理器。Architecture 2a加入了SWP和SWPB (置换) 指令。无, MEMC1a7 MIPS 12MHzAcorn ArchimedesARM3ARMv2aARM2a首次在ARM架构上使用处理器快取均为4K12 MIPS 25MHzAcorn ArchimedesARM6ARMv3ARM610v3 架构首创支持寻址32位的内存(针对26位)均为4K28 MIPS 33MHzAcorn Risc PC 600, Apple NewtonARM7TDMIARMv4TARM7TDMI(-S)三级流水线无15 MIPS 16.8 MHzGame Boy Advance, Nintendo DS, iPodARM710T均为8KB, MMU36 MIPS 40 MHzAcorn Risc PC 700, Psion 5 series, Apple eMate 300ARM720T均为8KB, MMU60 MIPS 59.8 MHzZipitARM740TMPUARMv5TEJARM7EJ-SJazelle DBX无ARM9TDMIARMv4TARM9TDMI五级流水线无ARM920T16KB/16KB, MMU200 MIPS 180 MHzArmadillo, GP32,GP2X (第一颗内核), Tapwave Zodiac (Motorola i. MX1)ARM922T8KB/8KB, MMUARM940T4KB/4KB, MPUGP2X (第二颗内核)ARM9EARMv5TEARM946E-S可变动，tightly coupled memories, MPUNintendo DS, NokiaN-Gage Conexant 802.11 chipsARM966E-S无快取, TCMsST Micro STR91xF，包含Ethernet 2ARM968E-S无快取, TCMsARMv5TEJARM926EJ-SJazelle DBX可变动, TCMs, MMU220 MIPS 200 MHz行动电话: Sony Ericsson (K, W系列),Siemens和Benq (x65 系列和新版的)ARMv5TEARM996HS无振荡器处理器无快取, TCMs, MPUARM10EARMv5TEARM1020E(VFP), 六级流水线32KB/32KB, MMUARM1022E(VFP)16KB/16KB, MMUARMv5TEJARM1026EJ-SJazelle DBX可变动, MMU or MPUXScaleARMv5TE80200/IOP310/IOP315I/O处理器80219400/600MHzThecus N2100IOP321600 BogoMips 600 MHzIyonixIOP33xIOP34x1-2核, RAID加速器32K/32K L1, 512K L2, MMUPXA210/PXA250应用处理器, 七级流水线Zaurus SL-5600PXA25532KB/32KB, MMU400 BogoMips 400 MHzGumstix, Palm Tungsten E2PXA26x可达 400 MHzPalm Tungsten T3PXA27x800 MIPS 624 MHzHTC Universal, Zaurus SL-C1000,3000,3100,3200, Dell Axim x30, x50, 和 x51 系列PXA800(E)FMonahans1000 MIPS 1.25 GHzPXA900Blackberry 8700, Blackberry Pearl (8100)IXC1100Control Plane ProcessorIXP2400/IXP2800IXP2850IXP2325/IXP2350IXP42xNSLU2IXP460/IXP465ARM11ARMv6ARM1136J(F)-SSIMD, Jazelle DBX, (VFP), 八级流水线可变动, MMU? 532-665MHz (i.MX31 SoC)Nokia N93, Zune, Nokia N800ARMv6T2ARM1156T2(F)-SSIMD, Thumb-2, (VFP), 九级流水线可变动, MPUARMv6KZARM1176JZ(F)-SSIMD, Jazelle DBX, (VFP)可变动, MMU+TrustZoneARMv6KARM11 MPCore1-4核对称多处理器, SIMD, Jazelle DBX, (VFP)可变动, MMUCortexARMv7-ACortex-A8Application profile, VFP, NEON, Jazelle RCT,