很久很久以前

??1978年12月5日，物理學(xué)家赫爾曼·豪澤（Hermann Hauser）和工程師 Chris Curry，在英國(guó)劍橋創(chuàng)辦了CPU公司（Cambridge Processing Unit），主要業(yè)務(wù)是為當(dāng)?shù)厥袌?chǎng)供應(yīng)電子設(shè)備。1979年，CPU公司改名為Acorn計(jì)算機(jī)公司。

據(jù)說，還有一名創(chuàng)始人叫 Andy Hopper。Andy Hopper是Acorn的研究主管，但為了顧及自己在劍橋大學(xué)的本職工作，他刻意保持低調(diào)，而將代表公開露面的機(jī)會(huì)留給了另外兩位創(chuàng)始人。

??1985年，Roger Wilson和Steve Furber設(shè)計(jì)了他們自己的第一代32位、6MHz的處理器，用它做出了一臺(tái)RISC指令集的計(jì)算機(jī)，簡(jiǎn)稱ARM（Acorn RISC Machine）。這就是第一代ARM處理器 ARM1。隨后，改良版的ARM2也被研發(fā)出來。ARM2被用在BBC Archimedes 305上。
??后來 Acorn 被 Olivetti 收購(gòu)，在 Andy Hopper 的提一下，1990年11月27日，Advanced RISC Machines Ltd.（簡(jiǎn)稱 ARM）被分拆出來，正式成為一家獨(dú)立的處理器公司。由蘋果公司出資150萬英鎊，芯片廠商 VLSI 出資25萬英鎊，Acorn 本身則以150萬英鎊的知識(shí)產(chǎn)權(quán)和12名工程師入股。公司的辦公地點(diǎn)非常簡(jiǎn)陋，就是一個(gè)谷倉(cāng)。
??這個(gè)項(xiàng)目到后來進(jìn)入“ARM6”，首版的樣品在1991年發(fā)布，然后蘋果計(jì)算機(jī)使用ARM6架構(gòu)的ARM 610來當(dāng)作他們Apple Newton產(chǎn)品的處理器。在1994年，艾康計(jì)算機(jī)使用ARM 610做為他們個(gè)人計(jì)算機(jī)產(chǎn)品的處理器。

產(chǎn)品分類

??ARM產(chǎn)品的分類可以按照ARMv1、ARMv2、ARMv3、ARMv4等構(gòu)架來分類。從1983年開始，ARM內(nèi)核共有ARM1、ARM2、ARM6、ARM7、ARM9、ARM10、ARM11和Cortex以及對(duì)應(yīng)的修改版或增強(qiáng)版組成，越靠后的內(nèi)核，初始頻率越高、架構(gòu)越先進(jìn)，功能也越強(qiáng)。架構(gòu)和內(nèi)核對(duì)應(yīng)關(guān)系如下圖（截取自維基百科：https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_ARM_microarchitectures ）所示：

• 由 ARM 自己設(shè)計(jì)的內(nèi)核：
  
  下面一張圖是，ARM內(nèi)核發(fā)布時(shí)間：
  
• 除了 ARM 公司自己設(shè)計(jì)的內(nèi)核，還有些內(nèi)核實(shí)現(xiàn)了ARM指令集，是由具有ARM架構(gòu)許可證的公司獨(dú)立開發(fā)：
  

總結(jié)來說，ARM 處理器產(chǎn)品分為經(jīng)典ARM處理器系列和最新的Cortex處理器系列。

Classic處理器

• ARM7微處理器系列：1994年推出，使用范圍最廣的 32 位嵌入式處理器系列。 0.9MIPS/MHz的三級(jí)流水線和馮諾依曼結(jié)構(gòu)。ARM7系列包括ARM7TDMI、ARM7TDMI-S、帶有高速緩存處理器宏單元的ARM720T。該系列處理器提供Thumb 16位壓縮指令集和EmbededICE軟件調(diào)試方式，適用于更大規(guī)模的SoC設(shè)計(jì)中。ARM7TDMI基于ARM體系結(jié)構(gòu)V4版本，是目前低端的ARM核。

• ARM9微處理器系列：ARM9采用哈佛體系結(jié)構(gòu)，指令和數(shù)據(jù)分屬不同的總線，可以并行處理。在流水線上，ARM7是三級(jí)流水線，ARM9是五級(jí)流水線。由于結(jié)構(gòu)不同，ARM7的執(zhí)行效率低于ARM9。基于Arm9內(nèi)核的處理器，是具有低功耗，高效率的開發(fā)平臺(tái)。廣泛用于各種嵌入式產(chǎn)品。它主要應(yīng)用于音頻技術(shù)以及高檔工業(yè)級(jí)產(chǎn)品，可以跑Linux以及Wince等高級(jí)嵌入式系統(tǒng)，可以進(jìn)行界面設(shè)計(jì)，做出人性化的人機(jī)互動(dòng)界面，像一些網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品和手機(jī)產(chǎn)品。

• ARM9E微處理器系列：ARM9E中的E就是Enhance instrcTIons，意思是增強(qiáng)型DSP指令，說明了ARM9E其實(shí)就是ARM9就一個(gè)擴(kuò)充，變種。ARM9E系列微處理器為可綜合處理器，使用單一的處理器內(nèi)核提供了微控制器、DSP、Java應(yīng)用系統(tǒng)的解決方案，極大的減少了芯片的面積和系統(tǒng)的復(fù)雜程度。ARM9E系列微處理器提供了增強(qiáng)的DSP處理能力，很適合于那些需要同時(shí)使用DSP和微控制器的應(yīng)用場(chǎng)合。

• ARM10E微處理器系列：ARM10E系列微處理器為可綜合處理器，使用單一的處理器內(nèi)核提供了微控制器、DSP、Java應(yīng)用系統(tǒng)的解決方案，極大的減少了芯片的面積和系統(tǒng)的復(fù)雜程度。ARM9E系列微處理器提供了增強(qiáng)的DSP處理能力，很適合于那些需要同時(shí)使用DSP和微控制器的應(yīng)用場(chǎng)合。ARM10E與ARM9E區(qū)別在于，ARM10E使用哈佛結(jié)構(gòu)，6級(jí)流水線，主頻最高可達(dá)325MHz，1.35MIPS/HZ。

• ARM11微處理器系列：ARM公司近年推出的新一代RISC處理器，它是ARM新指令架構(gòu)——ARMv6的第一代設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)。該系列主要有ARM1136J，ARM1156T2和ARM1176JZ三個(gè)內(nèi)核型號(hào)，分別針對(duì)不同應(yīng)用領(lǐng)域。ARM11的媒體處理能力和低功耗特點(diǎn)，特別適用于無線和消費(fèi)類電子產(chǎn)品；其高數(shù)據(jù)吞吐量和高性能的結(jié)合非常適合網(wǎng)絡(luò)處理應(yīng)用；另外，也在實(shí)時(shí)性能和浮點(diǎn)處理等方面ARM11可以滿足汽車電子應(yīng)用的需求。

Cortex系列

??ARM公司在經(jīng)典處理器ARM11以后的產(chǎn)品改用Cortex命名，并分成A、R和M三類，旨在為各種不同的市場(chǎng)提供服務(wù)。Cortex系列屬于ARMv7架構(gòu)，由于應(yīng)用領(lǐng)域不同，基于v7架構(gòu)的Cortex處理器系列所采用的技術(shù)也不相同，基于v7A的稱為Cortex-A系列，基于v7R的稱為Cortex-R系列，基于v7M的稱為Cortex-M系列。

• Application Processors（應(yīng)用處理器）：面向移動(dòng)計(jì)算，智能手機(jī)，服務(wù)器等市場(chǎng)的的高端處理器。這類處理器運(yùn)行在很高的時(shí)鐘頻率（超過1GHz），支持像Linux，Android，MS Windows和移動(dòng)操作系統(tǒng)等完整操作系統(tǒng)需要的內(nèi)存管理單元（MMU）。 如果規(guī)劃開發(fā)的產(chǎn)品需要運(yùn)行上述其中的一個(gè)操作系統(tǒng)，你需要選擇ARM 應(yīng)用處理器.
• Real-time Processors （實(shí)時(shí)處理器）：面向?qū)崟r(shí)應(yīng)用的高性能處理器系列，例如硬盤控制器，汽車傳動(dòng)系統(tǒng)和無線通訊的基帶控制。多數(shù)實(shí)時(shí)處理器不支持MMU，不過通常具有MPU、Cache和其他針對(duì)工業(yè)應(yīng)用設(shè)計(jì)的存儲(chǔ)器功能。實(shí)時(shí)處理器運(yùn)行在比較高的時(shí)鐘頻率（例如200MHz 到 >1GHz ），響應(yīng)延遲非常低。雖然實(shí)時(shí)處理器不能運(yùn)行完整版本的Linux和Windows操作系統(tǒng)， 但是支持大量的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)（RTOS）。
• Microcontroller Processors（微控制器處理器）：微控制器處理器通常設(shè)計(jì)成面積很小和能效比很高。通常這些處理器的流水線很短，最高時(shí)鐘頻率很低（雖然市場(chǎng)上有此類的處理器可以運(yùn)行在200Mhz之上）。 并且，新的Cortex-M處理器家族設(shè)計(jì)的非常容易使用。因此，ARM 微控制器處理器在單片機(jī)和深度嵌入式系統(tǒng)市場(chǎng)非常成功和受歡迎。
  Cortex-M 處理器家族更多的集中在低性能端，但是這些處理器相比于許多微控制器使用的傳統(tǒng)處理器性能仍然很強(qiáng)大。例如，Cortex-M4 和 Cortex-M7 處理器應(yīng)用在許多高性能的微控制器產(chǎn)品中，最大的時(shí)鐘頻率可以達(dá)到400Mhz。
  

三個(gè)處理器系列的主要特征

參考

維基百科 - ARM architecture

ARM 社區(qū)，由Joseph Yiu（高級(jí)嵌入式技術(shù)經(jīng)理, ARM ）寫的《ARM Cortex-M 處理器入門》

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的ARM 之五 发展史及各时期内核（ARM1 ~ ARM11 / Cortex）介绍的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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