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时间:2018-08-02
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1、从ARM9到A15手机处理器架构进化历程手机处理器架构进化历程随着智能手机越来越普及,消费者在选购手机的时候也越来越理性化,除了关心价格和外观之外,手机的性能也成为了人们最关心的因素,大家都知道,处理器是影响手机性能的最关键的因素,像德州仪器、高通、英伟达以及三星等主流的处理器厂商,大家都已经耳熟能详。但是很多人并不知道,其实它们采用的都是同一个架构——ARM架构,实际上,处理器采用的架构才是影响处理器性能的关键因素。今天,笔者就和大家一起,聊一聊ARM的那些事。ARM架构简介ARM架构简介ARM(AdvancedRISCMachine的缩写)架构,被称作进阶精简指令集
2、机器,是一个32位精简指令集(RISC)处理器架构,其广泛地使用在许多嵌入式系统设计。由于低成本、高效能、低耗电的特性,ARM处理器非常适用于移动通讯领域。为了大家更好的理解,我们不妨做个比喻,ARM架构就像是一座建筑的结构设计部分,而处理器就相当于一个完整的建筑,只有有了稳定的结构作为基础,才能建造出各式各样的房子。换句话说,ARM架构只相当于一座建筑的框架,至于最后建造出来的房子长什么样,舒适度如何,就是由处理器厂商自己决定了。不过有一点需要说明,假如结构的设计值是十层,容纳人数的上限是100人,那么最后建好的房子也不能超过这个上限。这也就是说,采用相同架构的处理器
3、,性能基本上已经锁定在一定的范围之内,不会有本质的区别。所以,看处理器的性能要先看架构。ARM架构ARM授权方式ARM公司是一家知识产权供应商,本身并不参与终端处理器芯片的制造和销售,而是通过向其它芯片厂商授权设计方案,来获取收益。ARM提供了多样的授权方式,ARM公司可以向芯片厂商单纯的转让设计方案的使用及销售权,比如德州仪器,其旗下的OMAP处理器是在原始ARM架构的基础上设计的,这种方式费用一般比较低,所以,德州仪器的芯片售价也相对较低。对于一些具备自有设计技术的客户,他们希望能对原始的ARM架构进行优化,以便更好的适应到自己研发的芯片,这样就会牵扯到授权架构修改
4、的费用,而且这项费用也是相当昂贵的。比如高通Scropion架构,三星的蜂鸟Hummingbird核心等都是在Cortex-A8的基础上修改的。一般这些优化过的处理器都要比采用原始ARM架构的处理器性能更强。采用ARM架构的品牌ARM公司是全球最大的半导体知识产权核心供应商,目前已经在移动电话领域占据了90%的市场份额。超过100家半导体公司持有不同形式的ARM授权。其中包括Intel、IBM、LG、NEC、SONY、NXP(原PHILIPS)和NS等公司。也有包括微软、升阳和MRI等一系列知名软件系统公司。ARM的设计是Acorn电脑公司(AcornComputers
5、Ltd)于1983年开始的开发计划。1985年时开发出首款内核ARM1,经过三十年的发展,如今已经发展到运行速度可达2.5GHz的Crotex-A15核心。接下来笔者就为大家介绍一下ARM架构的发展历程。因为ARM9之前的ARM核心基本上都是应用在音乐播放器、游戏机、相机以及计算器等电子产品中,所以这部分笔者就不做过多介绍了,以下笔者着重介绍在智能手机中广泛应用的ARM9及之后的ARM架构。ARM9处理器系列ARM9处理器系列ARM9系列于1997年问世,ARM9处理器系列包括ARM926EJ-S、ARM946E-S和ARM968E-S处理器。ARM926EJ-S™处理
6、器具有一个采用Jazelle®技术的增强型32位RISCCPU、灵活的大小指令和数据高速缓存、紧密耦合内存(TCM)接口和内存管理单元(MMU)。它还提供单独指令和数据AMBA®AHB™接口,适合基于多层AHB的系统。ARM926EJ-S处理器可执行ARMv5TEJ指令集,其中包括功能得到增强的16x32位乘法器,可进行单周期MAC运算,以及16位定点DSP指令,可增强多个信号处理应用程序的性能并支持Thumb®技术。ARM9内核ARM926EJ-S处理器为入门级处理器,可支持完全版操作系统,其中包括Linux、WindowsCE和Symbian。因此,此处理器是众多需
7、要完整图形用户界面的应用的理想之选。ARM926EJ-S被广泛的应用于智能手机处理器中。其中德州仪器OMAP1系列处理器、高通MSM6***系列处理器以及飞思卡尔、恩智浦半导体等都采用了ARM926EJ-S内核。采用ARM926EJ-S内核的产品智能手机当中,诺基亚的大部分SymbianS60系统的智能手机,索尼爱立信K系列以及Walkman系列音乐手机,以及明基西门子和LG部分手机都采用了ARM926EJ-S内核。采用TIOMAP1710处理器的手机OMAP1710是一款采用ARM926EJ-S内核的处理器,也是TI公司第一款采用90纳
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