原文

一、ARM是什么？

• ARM既可以認為是一個公司的名字 ，也可以認為是對一類處理器的統(tǒng)稱 ，還可以認為是一種技術的名字 。

• ARM公司是專門從事基于RISC技術芯片設計開發(fā) 的公司，作為知識產(chǎn)權供應商，本身不直接從事芯片生產(chǎn)，而是轉讓設計許可 ，由合作公司生產(chǎn)各具特色的芯片。

• ARM處理器的內(nèi)核是統(tǒng)一的 ，由ARM公司提供，而片內(nèi)部件則是多樣的 ，由各大半導體公司設計，這使得ARM設計嵌入式系統(tǒng)的時候，可以基于同樣的核心，使用不同的片內(nèi)外設 ，從而具有很大的優(yōu)勢。

二、ARM內(nèi)核與架構

任何一款arm芯片主要由兩大部分組成：arm內(nèi)核 ，外設 。

ARM內(nèi)核

arm內(nèi)核： arm內(nèi)核主要由：寄存器 、指令集 、總線 、存儲器映射規(guī)則 、中斷邏輯 和調(diào)試組件 等。

內(nèi)核是由ARM公司設計并以銷售方式授權給個芯片廠商使用的（ARM公司本身不做芯片）。比如為高速度設計的Cortex A8、A9都是ARMv7a 架構;Cortex M3、M4是ARMv7m架構;前者是處理器（就是內(nèi)核） ，后者是指令集的架構（也簡稱架構）。

外設： 包括計時器、A/D轉換器、存儲器、I2C、UART、SPI、ROM等等。
由各個芯片廠商自己設計并與ARM內(nèi)核銜接配套。不同的芯片廠商就有不同的外設，因此構成了數(shù)量和規(guī)格龐大的ARM芯片產(chǎn)業(yè)。

arm指令集架構

指令集的設計是處理器結構中最重要的部分，用arm的術語稱之為ISA（Instruction Set Architecture）。

指令集可以說是cpu設計的靈魂，是打開CPU這個潘多拉魔盒的咒語，要想使用cpu，我們只能通過這些指令來操作cpu。

對于32位的cpu，這些指令就是一個個32位的01的序列，不同的值就代表了不同的機器指令 ，cpu的硬件能完美的解析并執(zhí)行這些指令，比如尋址、運算、異常處理等等。

當我們用手機玩著王者榮耀的時候，要知道我們的每發(fā)的一招，其實最終都是被翻譯成了一系列機器指令。

從1985年ARMv1架構誕生起，到2011年，ARM架構已經(jīng)發(fā)展到了第八代ARMv8。

Cortex-A32/35/53/57/72/73/77/78采用的都是ARMv8 架構，這是ARM公司的首款支持64位指令集的處理器架構 。

ARM11之前的處理器和指令集架構

ARM11芯片之前，每一個芯片對應的架構關系如下：

ARM11之后處理器和指令集架構

ARM11芯片之后，也就是從ARMv7架構 開始，ARM的命名方式有所改變。

新的處理器家族，改以Cortex命名，并分為三個系列，分別是Cortex-A，Cortex-R，Cortex-M。

ARM處理器型號

Cortex-A系列（A：Application 應用）

針對日益增長的消費娛樂和無線產(chǎn)品設計，用于具有高計算要求、運行豐富操作系統(tǒng)及提供交互媒體和圖形體驗的應用領域 ，如智能手機、平板電腦、汽車娛樂系統(tǒng)、數(shù)字電視，智能本、電子閱讀器、家用網(wǎng)絡、家用網(wǎng)關和其他各種產(chǎn)品。

Cortex-R系列 （R：Real-time 實時）

針對需要運行實時操作 的系統(tǒng)應用，面向如汽車制動系統(tǒng) 、動力傳動解決方案 、大容量存儲控制器 等深層嵌入式實時應用。

Cortex-SC系列（SC：SecurCore）

其實，除了上述三大系列之外，還有一個主打安全的Cortex-SC系列（SC：SecurCore），主要用于政府安全芯片 。

ARM11系列包括了ARM11MPCore處理器、ARM1176處理器、ARM1156處理器、ARM1136處理器，它們是基于ARMv6架構。

ARM Cortex-A5處理器、Cortex-A7處理器、Cortex-A8處理器、Cortex-A9處理器、Cortex-A15處理器隸屬于Cortex-A系列，基于ARMv7-A架構。

Cortex-A53、Cortex-A57兩款處理器屬于Cortex-A50系列，首次采用64位ARMv8架構。

2020年ARM最近發(fā)布了一款全新的CPU架構Cortex-A78，是基于ARMv8.2指令集。

三、什么是SOC？

SoC的全稱叫做：System-on-a-Chip ，中文的的意思就是“把系統(tǒng)都做在一個芯片上 ”。

SoC上集成了很多手機上最關鍵的部件 ，比如CPU 、GPU 、內(nèi)存 、也就說雖然它在主板上的存在是一個芯片，但是它里邊可是由很多部件封裝組成的。

比如通常我們所說的高通801，麒麟950.三星的exynos 4412，A6等等都只是系統(tǒng)部件打包封裝（SoC）后的總稱。然而各家的打包封裝的內(nèi)容則不盡相同，原因也不盡相同。

經(jīng)典的ARM系統(tǒng)級芯片或所謂的Soc 包含許多組件，其中只有一些直接源自ARM。
首先，核心本身通常深度嵌入在設備內(nèi)部，在設備范疇內(nèi)通常不直接可見，而調(diào)試端口通常是唯一和核心本身相連的外露部分，有一些粘合邏輯，如時鐘和復位集成電路。

由于 ARM 核心只有兩個中斷輸入，最常見的外設就是某種中斷控制器，在外設內(nèi)部，各組件通過芯片上互聯(lián)總線架構相互連接，對于極大多數(shù)基于ARM的設備而言，這就是標準的 AMBA 互聯(lián)。

AMBA 指定了兩個總線，稱為AXI的高性能系統(tǒng)總線 ，和稱為APB的低功耗外設總線 ，APB通常用于連接所有外設，AXI則用于存儲器和其他發(fā)高速設備 ，大多數(shù)設備都有一定數(shù)量的芯片上存儲以及連接外設存儲器設備的接口，但是注意，與設備的外部連接并不是AMBA總線，這僅在設備內(nèi)部使用，并不外露。

四、舉例：Exynos 4412 SCP

下面我們以 三星的Exynos（獵戶座） 4412 SCP為例，來講解這幾個概念。

• 三星的Exynos 4412 SCP 是一款基于Cortex-A9的SOC；

• 如下圖所示，Exynos 4412包含了4個Cortex-A9的處理器（核）；

• Cortex-A9是基于ARMv7-A架構（指令集）的。
  

由上圖可知，exynos 4412除了包含4個Cortex-A9核，
還包括大量的外設控制器：DRAM Controller、SROM Controller、Camera IF、JPEG、GPS/GLONASS、Power Management、USB Host、I2C、UART、SPI等。

和三星相同的其他和arm合作的各大廠商通常會把它的CPU和各類外圍IP都放到一起，然后自己拿著圖紙去流片，生產(chǎn)出來的也是一個正方形，下面有很多引腳，這個東西不僅包含了CPU，還包含了其他的控制器，這個東西就叫做SOC（system on chip）。

如下圖所示，就是三星最終生產(chǎn)的Exynos 4412 ，當然了，光有這個soc還無法運行安卓，還需要借助外圍大量的外設才能最終形成一個完整的系統(tǒng)，但是大部分最復雜的硬件部分模塊都已經(jīng)集成到了這個soc中。

五、總結

下面我們總結下這些概念：

1. ARM公司的名字 ，叫ARM：Advanced RISC Machines；
2. ARM前身Acorn公司設計的第一款微處理器，叫ARM：Acorn RISC Machine；
3. ARM處理器名字 ：以前叫ARM9、ARM11, 新的命名規(guī)則改以Cortex命名，分別是Cortex-A，Cortex-R，Cortex-M；這三個字母A、R、M合到一起又是ARM。
4. ARM指令集 ，就是ARM架構，比如ARMv8，每個處理器都需要依賴一定的ARM架構來設計；
5. **SOC：**各大廠商買來ARM的授權，得到ARM處理器的源代碼，而后自己搞一些外圍設備的IP（或者買或者自己設計），組成一個SOC，比如三星的Exynos 4412，華為的麒麟990。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的什么是ARM？_arm开发板(分别是什么意思)的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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