ARM公司簡介
ARM是Advanced RISC Machines的縮寫，它是一家微處理器行業的知名企業，該企業設計了大量高性能、廉價、耗能低的RISC （精簡指令集）處理器。 1985年第一個ARM原型在英國劍橋誕生。
公司的特點是隻設計芯片，而不生產。它提供ARM技術知識產權（IP）核，將技術授權給世界上許多著名的半導體、軟件和OEM廠商，並提供服務。有ARM7/ARM9等多個版本。除了一些Unix圖形工作站外，大多數ARM核心的處理器都使用在嵌入領域。
ARM，既可以認爲是一個公司的名字，也可以認爲是對一類微處理器的通稱，還可以認爲是一種技術的名字。
ARM處理器的應用
到目前爲止，基於ARM技術的微處理器應用約佔據了32位嵌入式微處理器75％以上的市場份額。
全球80%的GSM/3G手機、99%的CDMA手機以及絕大多數PDA產品均採用ARM體系的嵌入式處理器。
“掌上計算”相關的所有領域皆爲其所主宰。
主要應用：消費類電子，無線、圖像應用開放平臺、存儲、自動化、智能卡、SIM卡等。
ARM處理器的三大特點：耗電少功能強、16位/32位雙指令集、衆多合作伙伴。
各ARM體系結構版本
ARM體系結構從最初開發到現在有了很大的改進，並仍在完善和發展。
爲了清楚地表達每個ARM應用實例所使用的指令集，ARM公司定義了6種主要的ARM指令集體系結構版本，以版本號V1～V6表示
ARM版本Ⅰ： V1版架構
該版架構只在原型機ARM1出現過，只有26位的尋址空間，沒有用於商業產品。
其基本性能有:
基本的數據處理指令（無乘法）；
基於字節、半字和字的Load/Store指令;
轉移指令，包括子程序調用及鏈接指令；
供操作系統使用的軟件中斷指令SWI；
尋址空間：64MB（226）。
ARM版本Ⅱ： V2版架構
該版架構對V1版進行了擴展，例如ARM2和ARM3（V2a）架構。包含了對32位乘法指令和協處理器指令的支持。
版本2a是版本2的變種，ARM3芯片採用了版本2a，是第一片採用片上Cache的ARM處理器。同樣爲26位尋址空間，現在已經廢棄不再使用。
V2版架構與版本V1相比，增加了以下功能：
乘法和乘加指令；
支持協處理器操作指令；
快速中斷模式；
SWP/SWPB的最基本存儲器與寄存器交換指令;
尋址空間：64MB。
ARM版本Ⅲ ： V3版架構
ARM作爲獨立的公司，在1990年設計的第一個微處理器採用的是版本3的ARM6。它作爲IP核、獨立的處理器、具有片上高速緩存、MMU和寫緩衝的集成CPU。
變種版本有3G和3M。版本3G是不與版本2a向前兼容的版本3，版本3M引入了有符號和無符號數乘法和乘加指令，這些指令產生全部64位結果。
V3版架構（ 目前已廢棄 ）對ARM體系結構作了較大的改動：
尋址空間增至32位（4GB）；
當前程序狀態信息從原來的R15寄存器移到當前程序狀態寄存器CPSR中（Current Program Status Register）;
增加了程序狀態保存寄存器SPSR（Saved Program Status Register）；
增加了兩種異常模式，使操作系統代碼可方便地使用數據訪問中止異常、指令預取中止異常和未定義指令異常。；
增加了MRS/MSR指令，以訪問新增的CPSR/SPSR寄存器；
增加了從異常處理返回的指令功能。
ARM版本Ⅳ ： V4版架構
V4版架構在V3版上作了進一步擴充，V4版架構是目前應用最廣的ARM體系結構，ARM7、ARM8、ARM9和StrongARM都採用該架構。
V4不再強制要求與26位地址空間兼容，而且還明確了哪些指令會引起未定義指令異常。
指令集中增加了以下功能：
符號化和非符號化半字及符號化字節的存/取指令；
增加了T變種，處理器可工作在Thumb狀態，增加了16位Thumb指令集；
完善了軟件中斷SWI指令的功能；
處理器系統模式引進特權方式時使用用戶寄存器操作;
把一些未使用的指令空間捕獲爲未定義指令
ARM版本Ⅴ ： V5版架構
V5版架構是在V4版基礎上增加了一些新的指令，ARM10和Xscale都採用該版架構。
這些新增命令有：
帶有鏈接和交換的轉移BLX指令；
計數前導零CLZ指令；
BRK中斷指令；
增加了數字信號處理指令（V5TE版）； 爲協處理器增加更多可選擇的指令；
改進了ARM/Thumb狀態之間的切換效率；
E---增強型DSP指令集，包括全部算法操作和16位乘法操作；
J----支持新的JAVA，提供字節代碼執行的硬件和優化軟件加速功能。
ARM版本Ⅵ ： V6版架構
V6版架構是2001年發佈的，首先在2002年春季發佈的ARM11處理器中使用。在降低耗電量地同時，還強化了圖形處理性能。通過追加有效進行多媒體處理的SIMD(Single Instruction, Multiple Data，單指令多數據 )功能，將語音及圖像的處理功能提高到了原型機的4倍。
此架構在V5版基礎上增加了以下功能：
THUMBTM：35%代碼壓縮；
DSP擴充：高性能定點DSP功能；
JazelleTM：Java性能優化，可提高8倍；
Media擴充：音/視頻性能優化，可提高4倍
ARM處理器系列
ARM公司開發了很多系列的ARM處理器核，目前最新的系列已經是ARM11。
ARM7、ARM9、ARM9E和ARM10爲4個通用處理器系列。
每一個系列提供一套相對獨特的性能來滿足不同應用領域的需求。
ARM7系列
ARM9系列
ARM9E系列
ARM10E系列
ARM11系列
SecurCore系列
Intel的Xscale
Intel的StrongARM
ARM7微處理器系列
低功耗的32位RISC處理器，馮·諾依曼結構。極低的功耗，適合便攜式產品。
具有嵌入式ICE－RT邏輯，調試開發方便。
3級流水線結構。能夠提供0.9MIPS的三級流水線結構
代碼密度高，兼容16位的Thumb指令集。
對操作系統的支持廣泛，包括Windows CE、Linux、Palm OS等。
指令系統與ARM9系列、ARM9E系列和ARM10E系列兼容，便於用戶的產品升級換代。
主頻最高可達130MIPS。
主要應用領域：工業控制、Internet設備、網絡和調制解調器設備、移動電話等多種多媒體和嵌入式應用。
ARM7TDMI微處理器
4種類型：
ARM7TDMI、ARM7TDMI-S、ARM720T、ARM7EJ。
ARM7TMDI是目前使用最廣泛的32位嵌入式RISC處理器，屬低端ARM處理器核。
注：“ARM核”並不是芯片，ARM核與其它部件如RAM、ROM、片內外設組合在一起才能構成現實的芯片。
ARM7TDMI內部結構
組成：處理器核、用於邊界掃描的TAP控制器、在線仿真器ICE。
雙向數據總線D[31：0]被分割成單向輸入和輸出總線，以便於與外部存儲器兼容。
ARM7TDMI的模塊和內核框圖
ARM7TDMI功能信號圖
ARM9微處理器系列
ARM9系列微處理器在高性能和低功耗特性方面提供最佳的性能。
5級整數流水線，
哈佛體系結構。
支持32位ARM指令集和16位Thumb指令集。
全性能的MMU，支持Windows CE、Linux、Palm OS等多種主流嵌入式操作系統。
支持數據Cache和指令Cache，具有更高的指令和數據處理能力。
主要應用：無線設備、儀器儀表、安全系統、機頂盒、高端打印機、數碼照相機和數碼攝像機。
3種類型：ARM920T、ARM922T和ARM940T。
ARM9E微處理器系列
單一處理器內核提供微控制器、DSP、Java應用系統的解決方案。
支持DSP指令集。
5級整數流水線，指令執行效率更高。
支持32位ARM指令集和16位Thumb指令集。
支持VFP9浮點處理協處理器。
全性能的MMU，支持Windows CE、Linux、Palm OS等多種主流嵌入式操作系統。
MPU支持實時操作系統。
支持數據Cache和指令Cache，
主頻最高可達300MIPS。
主要應用：下一代無線設備、數字消費品、成像設備、工業控制、存儲設備和網絡設備等領域。
3種類型：ARM926EJ-S、ARM946E-S和ARM966E-S。
ARM10E微處理器系列
與同等的ARM9比較，在同樣的時鐘頻率下，性能提高了近50%，功耗極低。
支持DSP指令集。
6級整數流水線，指令執行效率更高。
支持32位ARM指令集和16位Thumb指令集。
支持VFP10浮點處理協處理器。
全性能的MMU，支持Windows CE、Linux、Palm OS等多種主流嵌入式操作系統。
支持數據Cache和指令Cache。
主頻最高可達400MIPS。
內嵌並行讀/寫操作部件。
主要應用：下一代無線設備、數字消費品、成像設備、工業控制、通信和信息系統等領域。
3種類型：ARM1020E、ARM1022E和ARM1026EJ-S。
SecurCore微處理器系列
專爲安全需要而設計，提供了完善的32位RISC技術的安全解決方案。
靈活的保護單元，以確保操作系統和應用數據的安全。
採用軟內核技術，防止外部對其進行掃描探測。
可集成用戶自己的安全特性和其他協處理器。
主要應用：對安全性要求較高的應用產品及應用系統，如電子商務、電子政務、電子銀行業務、網絡和認證系統等領域。
4種類型：SecurCore SC100、SecurCore SC110、SecurCore SC200和SecurCore SC210。
Xscale處理器
基於ARMv5TE體系結構的解決方案，是一款全性能、高性價比、低功耗的處理器。
支持16位的Thumb指令和DSP指令集。
已使用在數字移動電話、個人數字助理和網絡產品等場合。
Xscale處理器是Intel目前主要推廣的一款ARM微處理器
ARM系列流水線比較 
ARM系列性能比較
