ARM处理器结构

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arm架构 cpu技术参数

arm架构 cpu技术参数
ARM处理器的技术参数主要包括以下几个方面：
1. 处理器架构：ARM处理器基于ARM架构进行设计。

ARM架构是一种精简指令集（RISC）架构，具有低功耗、低成本和高性能的特点。

2. 指令集：ARM处理器支持多种指令集，包括Thumb（16位）/ARM （32位）双指令集。

3. 寄存器：ARM处理器使用大量的寄存器，这有助于提高指令执行速度。

4. 高速缓存：ARM处理器通常具有高速缓存（Cache）功能，用于存储常用的数据和指令，以加速内存访问速度。

5. 内存管理单元（MMU）：ARM处理器具有内存管理单元，用于实现虚拟内存到物理内存的转换。

6. 浮点单元（FPU）：对于需要高性能浮点运算的应用，ARM处理器可以配备浮点单元。

7. 功耗管理：ARM处理器具有低功耗设计，支持多种节能模式和电源管理模式。

8. 安全性：ARM处理器具备硬件安全功能，支持加密和安全启动等安全特性。

9. 互连：ARM处理器支持多种互连技术，如高速串行接口、总线互连等，以实现多个处理器或模块之间的通信。

10. 应用领域：ARM处理器广泛应用于移动设备、嵌入式系统、物联网设备、服务器等领域。

以上是ARM架构CPU的一些常见技术参数，具体的技术规格可能会因不同的处理器型号而有所差异。

ARM处理器架构

ARM处理器架构 ARM处理器是英国Acorn有限公司设计的低功耗成本的第⼀款RISC微处理器。

全称为Advanced RISC Machine。

ARM的Jazelle技术使Java加速得到⽐基于软件的Java虚拟机(JVM)⾼得多的性能，和同等的⾮Java加速核相⽐功耗降低80% 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。

这是ARM 2016年发布的最新A系列处理器，Cortex-A73⽀持全尺⼨ARMv8-A构架，ARMv8-A是ARM公司的⾸款⽀持64位指令集的处理器架构，包括ARM TrustZone技术、NEON、虚拟化和加密技术。

所以⽆论是32位还是64位，Cortex-A73都可以提供适应性最强的移动应⽤⽣态开发环境。

Cortex-A73包括128位 AMBR 4 ACE接⼝和ARM的big.LITTLE系统⼀体化接⼝，采⽤了⽬前最先进的10nm技术制造，可以提供⽐Cortex-A72⾼出30%的持续处理能⼒，⾮常适合移动设备和消费级设备使⽤。

预计今年晚些时候到2017年，Cortex-A73处理器将会逐渐覆盖到我们合作伙伴的⾼端智能⼿机、平板电脑、翻盖式移动设备、数字电视等⼀系列消费电⼦设备。

Cortex-A72最早发布于2015年年初，也是基于ARMv8-A架构，采⽤台积电16nm FinFET制造⼯艺，Cortex-A72可在芯⽚上单独实现性能，也可以搭配Cortex-A53处理器与ARMCoreLinkTMCCI⾼速缓存⼀致性互连（CacheCoherentInterconnect）构成ARMbig.LITTLETM配置，进⼀步提升能效。

在相同的移动设备电池寿命限制下，Cortex-A72能相较基于Cortex-A15的设备提供3.5倍的性能表现，相⽐于Cortex-A57也有约1.8倍的性能提升，展现出了优异的整体功耗效率。

arm相关概念

arm相关概念ARM相关概念1. ARM架构简介•ARM架构是一种低功耗、高性能的处理器架构。

•ARM架构广泛应用于移动设备、嵌入式系统和智能硬件等领域。

•ARM架构采用精简指令集(RISC)的设计，具有较高的能效比和较低的功耗。

2. ARM处理器•ARM处理器是基于ARM架构设计的中央处理器(CPU)。

•ARM处理器具有多种系列和型号，包括Cortex-A系列、Cortex-R 系列和Cortex-M系列等。

•Cortex-A系列适用于高性能应用，如智能手机和平板电脑。

•Cortex-R系列适用于实时应用，如汽车电子系统和工业控制。

•Cortex-M系列适用于低功耗应用，如物联网设备和传感器。

3. ARM指令集•ARM指令集是ARM处理器所支持的指令集合。

•ARM指令集分为ARM指令集和Thumb指令集两种。

•ARM指令集提供32位的指令，适用于高性能应用。

•Thumb指令集提供16位的指令，适用于低功耗应用。

•ARM处理器可以在ARM指令集和Thumb指令集之间进行切换，以提高能效和节省存储空间。

4. ARM体系结构•ARM体系结构是指ARM处理器的整体结构和设计。

•ARM体系结构包括核心处理单元(CPU)、内存管理单元(MMU)、缓存等组件。

•ARM体系结构面向各种应用需求，提供不同级别的性能和功能选择。

•ARM体系结构允许系统设计者根据实际需求进行定制和优化。

5. ARM开发工具和平台•ARM开发工具和平台是用于开发和调试ARM架构软件的工具和环境。

•ARM开发工具包括编译器、调试器和仿真器等。

•ARM开发平台包括开发板、集成开发环境(IDE)和软件开发工具包(SDK)等。

•ARM开发工具和平台提供了丰富的开发资源，帮助开发者快速构建和优化ARM架构的应用程序。

6. ARM生态系统•ARM生态系统是指围绕ARM架构建立起来的全球化合作伙伴网络。

•ARM生态系统包括芯片厂商、设备制造商、软件开发商和解决方案提供商等。

arm的组成

arm的组成ARM（AdvancedRISCMachines）是一种精简指令集（RISC）处理器架构，广泛应用于嵌入式系统和移动设备等领域。

以下是ARM处理器的组成和工作原理的详细解释：1、指令集架构（ISA）：ARM提供了一种标准的指令集架构，使得软件可以在不同厂商生产的ARM处理器上运行。

这种架构定义了处理器可以执行的各种操作，如算术、逻辑、分支和内存访问等。

2、微架构：这是一种更低级的级别，它决定了处理器如何实际执行指令。

微架构包括了寄存器、算术逻辑单元（ALU）、控制逻辑、内存接口等组件。

不同的ARM处理器可能有不同的微架构，但它们都遵循相同的ISA。

3、寄存器：ARM处理器包含多个32位寄存器，用于存储操作数和中间结果。

这些寄存器是处理器的核心组成部分，因为它们允许处理器在执行指令时保持高速的数据交换。

4、算术逻辑单元（ALU）：ALU是处理器的核心计算组件，负责执行算术和逻辑操作。

它能够执行加、减、乘、除以及与、或、非等逻辑操作。

5、控制单元：控制单元负责协调处理器的各个部分，根据指令的要求，控制单元负责产生必要的控制信号，以使处理器正确地执行指令。

6、内存接口：处理器通过内存接口与主存进行交互，读取或写入数据。

这个接口优化了数据传输，以提高处理器的性能。

7、总线接口：总线接口是处理器与其它芯片或系统互连的桥梁。

它管理着数据传输，使得处理器可以与其他组件进行通信。

8、电源管理单元：为了延长电池寿命和降低功耗，ARM处理器通常包含一个电源管理单元，它可以在需要时降低处理器的功耗。

总的来说，ARM处理器通过其精简的指令集和高效的架构，实现了高性能和低功耗的平衡，使其成为移动设备和嵌入式系统的理想选择。

ARM体系结构详解精

ARM嵌入式系统第2章ARM体系结构ARM微处理器的编程模型♦ARM徴处理器的工作状态♦ARM体系结构的存储器格式♦ARM体系结构的指令长度及数据宽度♦ARM微处理器的处理器模式♦ARM体系结构的寄存器组织♦ARM微处理器的异常状态字、半字、字节字（Word）在ARM体系结构中，字的长度为32位半字（Half-Word）在ARM体系结构中，半字的长度为16位字节（Byg）在ARM体系结构中，字节的长度为8位。

ARM微处理器的工作状态（1）字对齐：四字节对齐半字对齐：两字节对齐两种状态:♦ARM状态：处理器执行32位的字对齐的令♦Thumb状态：处理器执行16位的、半字对齐的Thumb指令处理器工作状态的转变并不影响处理器的工作模式和相应寄存器中的内容。

I ARM微处理器的工作状态(2 )状态切换：BX {<cond>} <Rm><cond>指令的条件码。

忽略时无条件执行。

<Rm>子存器中为跳转的目标地址，当<Rm><存器的bit[O]为0时, 目标地址处的指令为ARM指令；当<Rm>^存器的bit[O]为1时，目标地址处的指令为Thumb 指令。

伪代码：if ConditionPassed(cond) thenT Flag=Rm[O]PC=Rm AND OxFFFFFFFEARM微处理器在复位或上电时处于ARM状态，发生异常时处于ARM状态。

右ARM体系结构的存储器格式(1)ARM体系结构所支持的最大寻址空间为4GB (2^字节)♦大端格式(Big Endian)字数据的高字节存储在低地址中，而字数据的低字节则存放在高地址中。

♦小端格式(Little Endian)低地址中存放的是字数据的低字节，高地址存放的是字数据的高字节。

字地址字地址右ARM 体系结构的存储器格式(2)(0H)=0123H (4H)=4567H (8H)=89ABHBig Endian(0H)=3210H (4H)=7654H (8H)=BA98HLittle Endian右ARM 体系结构的存储器格式(3)8 9 AB4 5 6 7 0123一 “A ・■ • rO= 0x11223344 I 11 I 22 33 ： 44 ILittle endian Big endianR2 =异FI*右 ARM 体系结构的指令长度及数据宽度♦指令长度：32位（在ARM 状态下） 16位（在Thumb 状态下）♦数据宽度：字节（8位）半字（16位）字（32位）三种数据宽度对存储器及外部设备的访问。

ARM体系结构与编程

ARM体系结构与编程
一、ARM体系结构
ARM(Advanced RISC Machine)是由英国ARM公司开发的一种低功耗、超低成本的处理器架构，是移动设备的首选处理器。

ARM架构的处理器有ARM7、ARM9、ARM11、 Cortex-A8 、Cortex-A15等，它们核心架构特点为以下几点：
1.保护模式。

ARM架构的处理器能够在用户模式和两个高级的保护模式之间来回切换。

2.对齐式存储。

ARM架构的处理器采用对齐方式，其二进制指令必须按照固定的位置排列，以便提高存储空间的利用率。

3.浮点处理单元。

ARM架构的处理器具有浮点数处理功能，使数值运算能够高效率地完成。

4.多级缓存。

ARM架构的处理器将原始数据复制到不同级别的快速缓存中，以便快速访问。

二、ARM程序的编程
1、ARM程序的编写
ARM程序的编写可以使用C语言编写，程序开发者需要掌握ARM架构各种中央处理器扩展指令集的使用方法，以便获得更好的效率。

2、编译ARM程序
ARM程序的编译是使用GNU的gcc编译器进行的，它可以将C语言编写的程序编译成ARM架构的机器码，并可以在ARM架构的处理器上运行。

3、调试ARM程序
ARM程序的调试使用GDB程序调试，它可以提供丰富的调试工具，可以跟踪程序执行的步骤，提供全面的程序反馈信息，可以帮助开发者快速定位程序运行出错的地方。

三、总结。

arm架构分类

arm架构分类ARM架构是一种广泛使用的计算机处理器架构，常用于移动设备、嵌入式系统、服务器等领域。

根据不同的应用场景和需求，ARM架构可以分为以下几类：1. Cortex-A系列Cortex-A系列是ARM架构中最强大的处理器系列，主要用于高性能计算领域。

它们具有多核心、高频率和大缓存等特点，能够支持复杂的操作系统和应用程序。

常见的Cortex-A系列处理器包括Cortex-A7、Cortex-A9、Cortex-A15、Cortex-A53和Cortex-A72等。

2. Cortex-R系列Cortex-R系列是ARM架构中专门设计用于实时计算领域的处理器系列。

它们具有高度可靠性、低延迟和快速响应等特点，适合于控制系统、汽车电子和医疗设备等领域。

常见的Cortex-R系列处理器包括Cortex-R4、Cortex-R5和Cortex-R8等。

3. Cortex-M系列Cortex-M系列是ARM架构中专门设计用于微控制器领域的处理器系列。

它们具有低功耗、低成本和小尺寸等特点，适合于嵌入式系统、传感器和智能家居等领域。

常见的Cortex-M系列处理器包括Cortex-M0、Cortex-M3、Cortex-M4和Cortex-M7等。

4. Neoverse系列Neoverse系列是ARM架构中专门设计用于数据中心和云计算领域的处理器系列。

它们具有高度可扩展性、高效能和低功耗等特点，适合于大规模数据处理和分布式计算等场景。

常见的Neoverse系列处理器包括Neoverse N1和Neoverse V1等。

总之，ARM架构根据不同的应用场景和需求，设计了多个不同系列的处理器，以满足各种计算需求。

ARM架构详解

ARM内核全解析，从ARM7,ARM9到Cortex-A7,A8,A9,A12,A15到Cortex-A53,A57前不久ARM正式宣布推出新款ARMv8架构的Cortex-A50处理器系列产品，以此来扩大ARM在高性能与低功耗领域的领先地位，进一步抢占移动终端市场份额。

Cortex-A50是继Cortex-A15之后的又一重量级产品，将会直接影响到主流PC市场的占有率。

围绕该话题，我们今天不妨总结一下近几年来手机端较为主流的ARM处理器。

以由高到低的方式来看，ARM处理器大体上可以排序为：Cortex-A57处理器、Cortex-A53处理器、Cortex-A15处理器、Cortex-A12处理器、Cortex-A9处理器、Cortex-A8处理器、Cortex-A7处理器、Cortex-A5处理器、ARM11处理器、ARM9处理器、ARM7处理器，再往低的部分手机产品中基本已经不再使用，这里就不再介绍。

ARM 处理器架构发展● Cortex-A57、A53处理器Cortex-A53、Cortex-A57两款处理器属于Cortex-A50系列，首次采用64位ARMv8架构，意义重大，这也是ARM最近刚刚发布的两款产品。

Cortex-A57是ARM最先进、性能最高的应用处理器，号称可在同样的功耗水平下达到当今顶级智能手机性能的三倍；而Cortex-A53是世界上能效最高、面积最小的64位处理器，同等性能下能效是当今高端智能手机的三倍。

这两款处理器还可整合为ARM big.LITTLE（大小核心伴侣）处理器架构，根据运算需求在两者间进行切换，以结合高性能与高功耗效率的特点，两个处理器是独立运作的。

应用案例：预计于2014年推出。

● Cortex-A15处理器架构解析ARM Cortex-A15处理器隶属于Cortex-A系列，基于ARMv7-A架构，是业界迄今为止性能最高且可授予许可的处理器。

Cortex-A15 MPCore处理器具有无序超标量管道，带有紧密耦合的低延迟2级高速缓存，该高速缓存的大小最高可达4MB。

ARM架构

R15(PC) 状态寄存器 CPSR SPSR R15 CPSR
R13(SP)
R13
R13
R13_svc R13_svc R14_svc R14_svc
2-3-1 ARM状态下的寄存器组织
寄存器类别寄存器在汇编中的名称用户用户 R0(a1) R1(a2) R2(a3) R3(a4) R4(v1) R5(v2) R6(v3) 通用寄存器和程序计数器 R7(V4) R8(V4) R9(SB,v6) R0 R0 R1 R1 R2 R2 R3 R3 R4 R4 R5 R5 R6 R6 R7 R7 R8 R8 R9 R9 R10 R10 R11 R11 R8 R9 各模式下实际访问的寄存器系统系统管理管理中止中止 R0 R1 R2 R3 R4 R5 R6 R7 R8_fiq R8_fiq R9_fiq R9_fiq R10_fiq R10_fiq R11_fiq R11_fiq 未定义未定义中断中断快中断快中断
1-4-1 常见ARM微处理器系列介绍
ARM9系列微处理器在高性能和低功耗特性方面提供最佳的性能：
5级整数流水线，指令执行效率更高。提供1.1MIPS/MHz的哈佛结构。支持32位ARM指令集和16位Thumb指令集。支持32位的高速AMBA总线接口。全性能的MMU，支持Windows CE、Linux、Palm OS 等多种主流嵌入式操作系统。 MPU支持实时操作系统。支持数据Cache和指令Cache，具有更高的指令和数据处理能力。
2-1 ARM微处理器的工作状态
处理器状态: ARM9处理器内核使用V4T版本的ARM结构，具有两种操作状态：
ARM状态：32位，这种状态下执行的是字方式的ARM指令 Thumb状态：16位，这种状态下执行半字方式的ARM指令。

第三节ARM体系结构

SPSR_fiq
一般的通用寄存器
寄存器类别寄存器在汇编中的名称
用户
系统
R0(a1)
R1(a2)
R2(a3)其中R0～R7为
R3(a4)
未R分4(v1) 组的寄存器，也
通用寄存器和程序计数
器
就R是5(v2) 说对于任何处理 R6(v3)
器R模7(v4) 式，这些寄存器都对应于相同的32位 R8(v5)
管理 (svc) 操作系下统保访护问代码用户模系统式复位的和寄软件存中器断响就应比时进较入方此模式
中止 (abt) 未定义 (und)
用或于存支储便可持器虚保，以拟护而使内存且用和操这/ 作个在A系模RM统式7TD的访MI一问没有些一大用特些处权受任控务的支软持件硬仿资件真协源处。理器的未定义指令异常响应时进入此模式
各模式下实际访问的寄存器
用户
系统
管理
中止
未定义
RR00
在汇编语言中寄存
R1
器R0～R1３为保存数据
R2
或地址值的通用寄存器。
R3
它们是完全通用的寄存器， R4
不会被体系结构作为特殊
R5
用途，并且可用于任何使
R6
用通用寄存器的指令。
R7
R8
R9
R10
R11
R12
R13
RR1133__ssvc
R13_abt
SSPPSSRR__fifqiq
ARM状态各模式下可以访问的寄存器
寄存器类别寄存器在汇编中的名称
通用寄存器和程序计数器
状态寄存器
R0 R1 R2 R3 R4 R5 R6 R7 R8 R9 R10 R11 R12 R13(SP) R14(LR) R15(PC) CPSR SPSR

ARM微处理器硬件结构

4
ARM版本Ⅰ 版本Ⅰ 版本
1．V1版架构
该版架构只在原型机ARM1出现过，没有用于商业产品。其基本性能有: 基本的数据处理指令（无乘法）；基于字节、半字和字的Load/Store指令; 转移指令，包括子程序调用及链接指令；供操作系统使用的软件中断指令SWI；寻址空间：64MB（226）。
17
流水线技术Ⅱ 流水线技术Ⅱ
多周期ARM指令的3级流水线操作
18
流水线技术Ⅲ 流水线技术Ⅲ
2．ARM的流水线设计问题
（1）缩短程序执行时间: 提高时钟频率fclk 减少每条指令的平均时钟周期数CPI （2）解决流水线相关: 结构相关数据相关控制相关
19
流水线技术Ⅳ 流水线技术Ⅳ
3．ARM的5级流水线 ARM9和StrongARM架构都采用了5级流水线.
(b)三级存储器层次结构
27
总线结构Ⅰ 总线结构Ⅰ
1.总线协议 :四周期握手协议
28
总线结构Ⅱ 总线结构Ⅱ
2.总线读写
29
总线结构Ⅲ 总线结构Ⅲ
3．总线的时序图
30
总线结构Ⅳ 总线结构Ⅳ
4．直接内存访问（DMA）
31
总线结构Ⅴ 总线结构Ⅴ
5．系统总线配置
多总线系统
32
ARM存储数据类型存储数据类型
虚拟存储空间到物理存储空间的映射。在ARM中采用了页式虚拟存储管理。存储器访问权限的控制。设置虚拟存储空间的缓冲的特性。
42
存储管理单元MMU Ⅱ(1) 存储管理单元
2.存储访问过程
使能MMU时存储访问过程
：
43
存储管理单元MMU Ⅱ(2) 存储管理单元
禁止MMU时存储访问过程：

arm的原理与应用

ARM的原理与应用1. ARM架构简介ARM（Advanced RISC Machines）是一种基于精简指令集（RISC）的处理器架构。

它最早由英国的ARM Holdings开发，并在全球范围内广泛应用于各种嵌入式系统和移动设备中。

ARM架构以其低功耗、高性能和低成本的特点，在智能手机、平板电脑、物联网设备等领域得到了广泛的应用。

2. ARM的工作原理ARM处理器基于Harvard结构，将指令存储器和数据存储器分开，实现了更高的效率和灵活性。

主要组成部分包括处理器核心、存储器控制器、总线接口等。

ARM的核心部分由处理器和寄存器组成。

其中，处理器是整个系统的关键部分，负责执行指令和进行数据处理。

寄存器用于存储指令和数据，以及保存中间计算结果。

系统总线负责处理数据和指令的传输，将其从存储器传输给处理器进行处理。

存储器控制器负责管理存储器的访问，保证数据的读写操作能够顺利进行。

3. ARM的应用领域ARM架构由于其低功耗和高性能的特点，广泛应用于各种领域。

3.1 智能手机和平板电脑ARM处理器在智能手机和平板电脑领域占据了主导地位。

其高效的能耗管理和强大的计算性能，使得设备可以在长时间使用的同时具有出色的性能表现。

3.2 物联网设备物联网设备是指通过互联网连接的各种设备，如智能家居、智能手表等。

由于物联网设备通常需要长时间工作且功耗低，ARM处理器成为了其首选的处理器架构。

3.3 电子游戏机ARM架构也广泛应用于电子游戏机中。

由于游戏对处理器的计算要求较高，同时对功耗也有一定的要求，ARM的高性能和低功耗特点使得它成为电子游戏机的理想选择。

3.4 嵌入式系统ARM处理器广泛应用于各种嵌入式系统中，如数字电视机顶盒、路由器等。

由于嵌入式系统通常需要在有限的资源下运行，ARM处理器的高效能和低功耗使得它成为嵌入式系统的常用处理器。

4. ARM的优势ARM架构相比于其他处理器架构具有以下优势：•低功耗：ARM处理器以其低能耗的特点，能够在较长时间内保持设备的稳定工作，适用于移动设备等对功耗要求较高的场景。

关于ARM的内核架构介绍

关于ARM的内核架构介绍ARM（Advanced RISC Machines）是一种基于精简指令集（RISC）架构的处理器，广泛应用于嵌入式系统和移动设备。

ARM处理器具有低功耗、高性能和灵活性等特点，因此成为了电子设备领域中最受欢迎的处理器架构之一、本文将重点介绍ARM内核架构及其特点。

ARM内核架构在ARM处理器中起决定性作用，它包含了处理器的主要功能和组件，决定了处理器的性能、能耗和功能。

ARM内核架构包括多种不同的系列，每个系列针对不同应用采用不同的设计方式。

常见的ARM内核包括ARM7、ARM9、ARM Cortex-A系列和Cortex-M系列。

ARM7系列内核是较早期的ARM内核，主要用于低端和中端嵌入式系统。

ARM7内核采用了三级流水线架构，能实现更高的频率，提供了较低的延迟。

此外，ARM7系列采用了Thumb指令集，通过指令长度缩短可以减少存储和传输开销，提高系统性能。

ARM9系列内核相比于ARM7系列，提供了更高的性能和功能。

ARM9内核增加了补充指令集（Jazelle），可以在处理器上执行由Java虚拟机编译的Java字节码，提供了更好的Java应用支持。

ARM9内核还引入了专用的访问控制单元（MMU），使得处理器可以支持虚拟内存管理和操作系统。

Cortex-A系列内核是ARM处理器中最强大的内核，用于高端嵌入式系统和移动设备。

Cortex-A系列采用了超标量乱序执行架构，具有多发射、乱序执行和预测执行等特性，能够充分利用处理器资源，提供出色的性能和能效。

Cortex-A系列还支持大容量的高速缓存和先进的分支预测技术，提高了命中率和指令执行效率。

Cortex-M系列内核是专门为微控制器（MCU）设计的内核，采用了精简的微控制器架构。

Cortex-M系列具有低功耗和低成本的特点，适用于要求较低功耗和实时性能的应用。

Cortex-M系列将处理器核、内存管理单元和外设控制器集成在一个芯片上，具有较小的面积和较低的成本。

ARM处理器-“冯·诺依曼”体系结构和“哈佛”体系结构

ARM处理器:“冯·诺依曼”体系结构和“哈佛”体系结构保存在存储器中的内容可以是程序，也可以是数据。

程序是ARM处理器可以运行的指令代码，数据是指令在运行中用到的操作数或者变量。

1、程序存储ARM处理器支持两种指令，一种是ARM汇编指令，一种是Thumb汇编指令。

ARM汇编指令是32位长，即每条ARM汇编指令都是由四个字节的存储空间保存，所以ARM处理器在执行地址a的ARM汇编指令时，会从地址a + 4取下一条指令。

Thumb汇编指令是16位长，即每条Thumb汇编指令都是由两个字节的存储空间保存，所以ARM处理器在执行地址a的Thumb汇编指令时，会从地址a + 2取下一条指令。

ARM处理器可以执行两种格式的指令，运行不同格式的汇编指令在执行和取指方面有很大不同。

为了区分，ARM内核可以工作在两种工作状态下。

l ARM状态此时执行32位字对齐的ARM汇编指令。

在这种状态下，ARM处理器对指令的存储、读取或者执行都是以一个字(即32位)为基本单位;l THUMB状态此时执行16位半字对齐的Thumb汇编指令。

在这种状态下，ARM处理器对指令的存储、读取或者执行都是以一个半字(即16位)为基本单位;l 这两种工作状态可以转换，但转换不影响处理器状态和寄存器的内容。

2、数据存储ARM处理器对数据操作(读或写)支持三种数据长度：字节(8位)、半字(16位)、字(32位)。

假设在地址为0x0000～0x0004的内存空间保存了如图1所示的数据，下面我们以三种数据长度从内存空间读取数据。

(假设数据的存储格式是小端存储格式)图1 内存空间的内容l 字节：从地址0x0000处取一个字节数据，则取出来的内容为12;从地址0x0001处取一个字节数据，则取出来的内容为34;l 半字：从地址0x0000处取一个半字数据，则取出来的内容为3412;从地址0x0001处取一。

ARM体系结构

ARM体系结构
ARM作为一种微处理器体系结构，具有广泛应用范围、高性价比、低功耗等优势，在晶体管规模以及架构方面有着很大的节省，因而受到了越来越多应用者的青睐。

ARM体系结构包括处理器（Processor）、片外存储器（External Memory）、I/O接口（Input/Output Interface）、外围器件（Peripheral Devices）、软件支持（Software Support）等内容。

从处理器来说，ARM体系结构提供了一系列非常细分的机型，它们有不同的特性和操作速度，可以满足不同的性能需求，而且这些机型一般都有较高的可缩放性，所以在产品设计的过程中可以根据实际要求选择合适的特性和速度。

从片外存储器来说，ARM体系结构支持使用不同类型的存储器，比如SRAM、DRAM、Flash等，可以根据应用性能和耗电量的需求，来选择合适的存储器以满足不同应用场景的需求，而且存储器容量也比较可观，一般可以满足大部分应用场景的要求。

从I/O接口来说，ARM体系结构支持多种接口，如USB、I2C、SPI、UART等，通过这些接口可以与周边的外设进行连接，而这些接口的功耗和速度也比较低。

5ARM体系结构

配备MMU和最快最高 Cache
合理
媒体播放器，产品举例：MP3，机顶盒， iPOD，智能手机，
PAD
去除MMU，较快合理备有Cache
较低
数字信号处理，产品举例：汽车ABS系统，路由器，交换机，航电系统
没有存储子系统，即不含MMU。
5
体系结构版本V3
这个体系结构版本将寻址范围扩展到了32位。当前程序状态信息由过去存于R15中移到一个新的当前程序状态寄存器CPSR（Current Program Status Register）中。增加了程序状态保存寄存器SPSR（Saved Program Status Registers），以便当异常出现时保留CPSR的内容。增加了2个指令（MRS和MSR），允许访问新的CPSR和SPSR寄存器。
ARM状态，运行32位的ARM指令集 Thumb状态，运行16位的Thumb指令集在任何一种工作状态可以通过转移指令切换到另一种
工作状态。 ARM和Thumb之间的状态切换不影响处理器工作模式
和寄存器中的内容。加电起动时处理器工作在ARM状态。
2024/2/22
12
指令集压缩
对于传统的微处理器体系结构，指令和数据具有同样的宽度。与16位体系结构相比，32位体系结构在操纵32位数据时呈显了更高的性能，并可更有效地寻址更大的空间。一般来讲，16位体系结构比32位体系结构具有更高的代码密度，但只有近似一半的性能。
提高了T变量中ARM／Thumb之间切换的效率；让非T变量同T变量一样，使用相同的代码生成技术。增加了一个前导零计数（count leading zeros）指令，该指令允许更有效的整数除法和中断优先程序；增加了软件断点指令；为协处理器设计者增加了更多可选择指令；对由乘法指令如何设置标志进行了定义。

ARM名词解释

ARM名词解释ARM是一种基于RISC架构的微处理器架构，它最初由英国的Acorn计算机公司开发，现在已经成为全球最流行的嵌入式处理器架构之一。

ARM处理器被广泛应用于移动设备、智能家居、工业自动化、汽车电子等领域。

ARM是Advanced RISC Machine（高级精简指令集机器）的缩写，其设计理念是通过精简指令集和优化流水线结构来提高处理器性能。

相比于复杂指令集（CISC）架构，RISC架构具有更简单的指令集、更短的指令周期和更高效的流水线结构，因此能够提供更高的性能和更低的功耗。

ARM架构可以分为三个不同级别：应用级（Application-level）、操作系统级（Operating System-level）和体系结构级（Architecture-level）。

其中，应用级主要包括软件开发工具和运行时环境；操作系统级则包括针对不同操作系统的驱动程序和库文件；体系结构级则包括处理器核心、内存管理单元、总线接口等硬件组成部分。

ARM架构还有一些重要概念需要了解：1. ARM Cortex：Cortex是ARM公司推出的一系列处理器核心，包括Cortex-A、Cortex-R和Cortex-M三个系列。

其中，Cortex-A系列是面向高性能应用的处理器核心，适用于智能手机、平板电脑、笔记本电脑等设备；Cortex-R系列是面向实时应用的处理器核心，适用于工业控制、汽车电子等领域；Cortex-M系列是面向低功耗嵌入式应用的处理器核心，适用于智能家居、传感器网络等领域。

2. Thumb指令集：Thumb指令集是ARM公司推出的一种16位指令集，可以在保持与32位指令集兼容的同时提高代码密度和节省存储空间。

Thumb-2指令集则进一步扩展了Thumb指令集的功能，并支持更多高级操作。

3. NEON技术：NEON技术是ARM公司推出的一种SIMD（单指令多数据）加速技术，可以在处理图像、音频等数据密集型应用时提高计算效率。

arm体系结构特点

arm体系结构特点
ARM 体系结构是一种广泛使用的 32 位微处理器体系结构，具有以下特点：
1. 简单的指令集：ARM 指令集是一种 RISC（精简指令集计算机）指令集，它具有固定长度的指令和简单的指令格式。

这种简单的指令集可以提高指令的执行速度和效率，同时也可以减少指令的解码时间。

2. 高效的流水线：ARM 体系结构采用了高效的流水线技术，可以在一个时钟周期内执行多条指令。

这种流水线技术可以提高指令的执行速度和效率，从而提高处理器的性能。

3. 低功耗设计：ARM 体系结构采用了低功耗设计，可以在不影响性能的情况下降低处理器的功耗。

这种低功耗设计对于移动设备和嵌入式系统非常重要，可以延长设备的电池寿命。

4. 可扩展性：ARM 体系结构具有很好的可扩展性，可以通过增加更多的寄存器和指令来扩展处理器的功能。

这种可扩展性可以满足不同应用的需求，例如多媒体处理、网络通信等。

5. 支持Thumb 指令集：ARM 体系结构还支持 Thumb 指令集，这是一种 16 位的指令集。

Thumb 指令集可以在不损失性能的情况下减少代码的大小，从而节省存储空间。

6. 强大的异常处理机制：ARM 体系结构具有强大的异常处理机制，可以处理各种硬件和软件异常。

这种异常处理机制可以提高系统的可靠性和稳定性。

总之，ARM 体系结构具有简单的指令集、高效的流水线、低功耗设计、可扩展性、支持Thumb 指令集和强大的异常处理机制等特点，这些特点使得 ARM 体系结构成为了移动设备和嵌入式系统领域的主流处理器体系结构。

ARM体系结构

ARM体系结构
ARM体系结构，简称ARM（英语：Advanced RISC Machines），是一
种处理器架构，是一种精简指令集计算机（RISC）架构的家族，该家族目
前拥有多种系列处理器，被广泛应用于各种嵌入式应用，尤其是智能手机
和平板电脑的设备中，ARM架构是英国ARM公司的商标。

ARM架构拥有强
大的硬件设计灵活性，可以无需改变软件就可以调节硬件的特性，线条的
优化可以为系统提供更加高性能和更低的成本，使得ARM体系结构能够被
全球众多的计算机厂商和平台支持，并被广泛的应用在智能手机和平板电
脑上。

ARM架构系统的特色是具有节省空间和能耗的RISC体系结构，它支
持低功耗、体积小的设计。

其中，超标量处理器让系统中的微处理器可以
一次性处理多个指令，从而提高了执行效率；Branch prediction和容错
处理器，可以帮助系统快速解决复杂的冲突状况；Jazelle技术，基于
Java虚拟机技术，为系统提供了双重处理器架构，实现Java的加速运行；Multi-mode前沿技术，支持多核心处理，系统可以多个核心一起工作，
实现更高性能和能效的处理。

ARM架构针对不同的应用程序定制了不同的处理器体系结构，可根据
实际情况进行调整和灵活配置，满足不同系统的需求。