重新写一篇Cortex系列ARM内核详细介绍-华清远见.docx

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1、重新写一篇Cortex系列ARM内核详细介绍　　今天重新写了一篇关于Cortex系列ARM内核的详细介绍，希望对在学习的新手有所帮助。好了，废话不多说，请往下看正题!　　ARM公司在经典处理器ARM11以后的产品改用Cortex命名，并分成A、R和M三类，旨在为各种不同的市场提供服务。Cortex系列属于ARMv7架构，这是到2010年为止ARM公司最新的指令集架构。(2011年，ARMv8架构在TechCon上推出)ARMv7架构定义了三大分工明确的系列：“A”系列面向尖端的基于虚拟内存的操作系统和用户应用;“R”系列针对实时系统;“M”系列对微控制器。由于应用领域不同，基于v7架构的

2、Cortex处理器系列所采用的技术也不相同，基于v7A的称为Cortex-A系列，基于v7R的称为Cortex-R系列，基于v7M的称为Cortex-M系列。　　Cortex就是ARM公司一个系列处理器的名称。比如英特尔旗下处理器有酷睿，奔腾，赛扬。ARM在最初的处理器型号都用数字命名，最后一个是ARM11系列，在应用ARMv7架构后，推出了Cortex这一系列，老式的则命名为Classic系列　　一.ARMv7架构特点　　下表列出了ARM微处理器核心以及体系结构的发展历史：　　　　表一:ARM微处理器核心以及体系结构的发展历史　　我们可以看到，Cortex系列属于ARMv7架构，这是A

3、RM公司最新的指令集架构，而我们比较熟悉的三星的S3C2410芯片是ARMv4架构，ATMEL公司的AT91SAM9261芯片则是ARMv5架构。　　ARMv7架构是在ARMv6架构的基础上诞生的。该架构采用了Thumb-2技术，Thumb-2技术是在ARM的Thumb代码压缩技术的基础上发展起来的，并且保持了对现存ARM解决方案的完整的代码兼容性。Thumb-2技术比纯32位代码少使用31%的内存，减小了系统开销。同时能够提供比已有的基于Thumb技术的解决方案高出38%的性能。ARMv7架构还采用了NEON技术，将DSP和媒体处理能力提高了近4倍，并支持改良的浮点运算，满足下一代3D

4、图形、游戏物理应用以及传统嵌入式控制应用的需求。此外，ARMv7还支持改良的运行环境，以迎合不断增加的JIT(JustInTime)和DAC(DynamicAdaptiveCompilation)技术的使用。另外，ARMv7架构对于早期的ARM处理器软件也提供很好的兼容性。　　ARMv7架构定义了三大分工明确的系列：“A”系列面向尖端的基于虚拟内存的操作系统和用户应用;“R”系列针对实时系统;“M”系列对微控制器和低成本应用提供优化。下图为v5至v7架构比较：　　　　图一：v5至v7架构比较　　由于应用领域不同，基于v7架构的Cortex处理器系列所采用的技术也不相同，基于v7A的称为C

5、ortex-A系列，基于v7R的称为Cortex-R系列，基于v7M的称为Cortex-M系列。下面一一介绍。　　二.Cortex-A8　　Cortex-A8第一款基于ARMv7构架的应用处理器。Cortex-A8是ARM公司有史以来性能最强劲的一款处理器，主频为600MHz到1GHz。A8可以满足各种移动设备的需求，其功耗低于300毫瓦，而性能却高达2000MIPS。　　Cortex-A8也是ARM公司第一款超级标量处理器。在该处理器的设计当中，采用了新的技术以提高代码效率和性能，采用了专门针对多媒体和信号处理的NEON技术。同时，还采用了JazelleRCT技术，可以支持JAVA程序

6、的预编译与实时编译。　　针对Cortex-A8，ARM公司专门提供了新的函数库(ArtisanAdvantage-CE)。新的库函数可以有效的提高异常处理的速度并降低功耗。同时，新的库函数还提供了高级内存泄漏控制机制。　　Cortex-A8处理器使用了先进的分支预测技术，并且具有专用的NEON整型和浮点型流水线进行媒体和信号处理。在使用小于4mm2的硅片及低功耗的65nm工艺的情况下，Cortex-A8处理器的运行频率将高于600MHz(不包括NEON追踪技术和二级高速缓冲存储器)。在高性能的90nm和65nm工艺下，Cortex-A8处理器运行频率最高可达1GHz，能够满足高性能消费产

7、品设计的需要。　　Cortex-A8第一次为低费用、高容量的产品带来了台式机级别的性能。当前最新的IPHONE手机和ANDROID手机里的处理器就是基于Cortex-A8内核的芯片。　　Cortex-A8的系统框图如下：　　　　图二：Cortex-A8的系统框图　　更详细的框图如下：　　　　图三：Cortex-A8的详细系统框图　　三.Cortex-R4　　Cortex-R4是ARM开发的超标量结构的ARM内核，主要面向实时控制领域