ARM简介
ARM单片机简介
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ARM是一家微处理器设计公司的名称，ARM既不生产爱心篇也不销售芯片，是专业从事技术研发和授权转让的公司，世界知名的半导体电子公司都与ARM简历了合作伙伴关系，包括国内许多公司也从ARM购买芯核技术用于设计专用芯片。
arm单片机以其低功耗和高性价比的优势逐渐步入高端市场，成为了时下的主流产品。
目录arm单片机的优势arm单片机的结构特性arm单片机的工作状态和模式arm单片机的寄存器结构arm单片机的常见异常arm单片机的应用arm单片机的发展趋势arm单片机的优势ARM单片机采用了新型的32位ARM核处理器，使其在指令系统，总线结构，调试技术，功耗以及性价比等方面都超过了传统的51系列单片机，同时arm 单片机在芯片内部集成了大量的片内外设，所以功能和可靠性都大大提高。
arm单片机的结构特性具有统一和固定长度的指令域，使指令集和指令译码都大大简化具有一个大而统一的寄存器文件，大多数数据操作都在寄存器中完成，使指令执行速度更快采用加载/存储结构，使数据处理时只对寄存器操作，而不直接对存储器操作寻址方式简单而灵活，所有加载/存储的地址都只由寄存器的内容和指令域决定，执行效率高每一条数据处理指令都对算术逻辑单元和移位寄存器进行控制，以最大限度的提高算术逻辑单元和移存器的利用率采用自动增减地址的寻址方式，有利于优化循环程序的执行引入多寄存器加载/存储指令，有利于实现数据吞吐量的最大化arm单片机的工作状态和模式从编程的角度看，ARM处理器的工作状态通常有以下两种：1、ARM状态，此时处理器执行32位的字对齐的ARM指令2、Thumb状态，此时处理器执行16位的，半字对齐的Thumb指令当ARM处理器执行32位ARM指令集中的指令时，工作在ARM状态，执行16位Thumb指令集中的指令时，工作在Thumb状态，通常在刚加点开始执行代码时处于ARM状态，然后在程序的执行过程中，只要满足一定条件，随时可以在两种工作状态间切换，并且这种切换并不影响处理器的工作模式和相应寄存器中的内容。
ARM简介及编程
ARM简介及编程1.ARM简介(摘录) ARM（Advanced RISC Machines）是微处理器行业的一家知名企业，设计了大量高性能、廉价、耗能低的RISC处理器、相关技术及软件。
技术具有性能高、成本低和能耗省的特点。
适用于多种领域，比如嵌入控制、消费/教育类多媒体、DSP和移动式应用等。
ARM将其技术授权给世界上许多著名的半导体、软件和OEM厂商，每个厂商得到的都是一套独一无二的ARM相关技术及服务。
利用这种合伙关系，ARM很快成为许多全球性RISC标准的缔造者。
目前，总共有30家半导体公司与ARM签订了硬件技术使用许可协议，其中包括Intel、IBM、LG半导体、NEC、SONY、菲利浦和国民半导体这样的大公司。
至于软件系统的合伙人，则包括微软、升阳和MRI等一系列知名公司。
ARM架构是面向低预算市场设计的第一款RISC微处理器。
2.产品介绍ARM提供一系列内核、体系扩展、微处理器和系统芯片方案。
由于所有产品均采用一个通用的软件体系，所以相同的软件可在所有产品中运行（理论上如此）。
典型的产品如下。
①CPU内核--ARM7：小型、快速、低能耗、集成式RISC内核，用于移动通信。
-- ARM7TDMI(Thumb):这是公司授权用户最多的一项产品，将ARM7指令集同Thumb 扩展组合在一起，以减少内存容量和系统成本。
同时，它还利用嵌入式ICE调试技术来简化系统设计，并用一个DSP增强扩展来改进性能。
该产品的典型用途是数字蜂窝电话和硬盘驱动器。
--ARM9TDMI:采用5阶段管道化ARM9内核，同时配备Thumb扩展、调试和Harvard 总线。
在生产工艺相同的情况下，性能可达ARM7TDMI的两倍之多。
常用于连网和顶置盒。
②体系扩展-- Thumb:以16位系统的成本，提供32位RISC性能，特别注意的是它所需的内存容量非常小。
③嵌入式ICE调试由于集成了类似于ICE的CPU内核调试技术，所以原型设计和系统芯片的调试得到了极大的简化。
ARM处理器简介
ARM的产品系列3
• ARM9的特点：
– ARMV4T（Harvard）结构，五级流水，指令与数据分离的 Cache，平均功耗0.7mW/MHz，时钟为120MHz-200MHz
• ARM9的产品线：
– ARM9TDMI – 40T：ARM9TDMI+4K Cache+ Protection Unit。 – ARM920T： ARM9TDMI+16K Cache+MMU+ WinCE
– 授权生产ARM结构芯片的公司采用不同的半导体技术，面对 不同的应用进行扩展和集成，标有不同系列号。
• ARM是一种可扩展，可移植、可集成的处理 器。
– ARM内核有四个功能模块可供生产厂商根据不同用户的要求 来配置生产。
– ARM7TDMI-S给用户预留出功能扩展接口。
ARM Processor
– ARM710T：ARM7TDMI+8K Cache+MMU，Cache：片内缓 存，提高CPU性能，MMU：内存管理单元。
– ARM740T： ARM7TDMI+8K Cache+Protection Unit。 – ARM720T： ARM7TDMI+8K Cache+WinCE Support。
ARM Processor
在ARM下的方案续2
• 开发模式
– JTAG方式（推荐使用） – Angel方式
Ethernet
Xray
JTAG
VRTXoc
JTAG模式
ARM Processor
VRTXoc
serial port
Xray
Angel模式
ARM Developer Suite Parallel
ARM与STM简介
• ＡＲＭ简介 • Cortex-M3内核 • STM32系列微处理器简介
ＡＲＭ简介
• ＡＲＭ（Advanced RISC Machine ），既 是一个公司的名字，也是对一类处理器的 通称。 • 是Байду номын сангаас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。 由于节能的特点，ARM处理器非常适用于 移动通信领域，符合其主要设计目标为低 成本、高性能、低耗电的特性。
• STM32系列分为：
• 入门级STM32 F0系列 • 超值型STM32 F100系列 • USB基本型STM32 F101系列 • 增强型STM32 F103系列 • 互联型STM32 F105/107系列 • 高性能型STM32 F2系列 • 内置DSP和FPU的高性能型STM32 F3/4系列
Cortex-M3内核
• Cortex-M3 内核是ARMv7-M体系结构，采 用了哈佛结构，拥有独立的指令总线和数 据总线，可以让取指与数据访问并行不悖。 • ＡＲＭ公司在２００４年推出了Cortex-M3 （CM3）内核，经过了近十年的市场积累， 目前意法半导体，ＮＸＰ，东芝，ATMEL， 富士通，Luminary(已被TI收购)等诸多半 导体公司均推出了基于Cortex-M3的微控制 器产品。
ＡＲＭ简介
• 2011年，ARM的客户报告了79亿ARM处理 器出货量，占有95％的智能手机，90％的 硬盘驱动器，40％的数字电视和机顶盒， 15％的单片机，和20％的移动电脑。在 2012年，微软与ARM科技生产了新的 Surface平板电脑，还有，AMD宣布它将于 2014年开始生产基于ARM核心的64位服务 器芯片。
Cortex-M3内核
arm面试题
arm面试题1. ARM架构简介ARM是一种广泛应用的32位精简指令集计算机（RISC）架构。
它是一种低功耗、高性能的架构，被广泛应用于各种移动设备、嵌入式系统和物联网设备中。
ARM架构具有良好的可扩展性和代码兼容性，使它成为许多领域的首选架构。
2. ARM处理器家族ARM处理器家族包括了许多不同的产品系列，其中包括Cortex-A、Cortex-R和Cortex-M系列。
Cortex-A系列是面向高性能应用的处理器，广泛应用于智能手机、平板电脑和低功耗服务器等领域。
Cortex-R系列是面向实时嵌入式应用的处理器，适用于自动驾驶、工业控制和医疗设备等要求高可靠性和实时性的场景。
Cortex-M系列是面向低功耗和成本敏感的嵌入式应用的处理器，被广泛应用于物联网设备、传感器和智能家居等领域。
3. ARM体系结构特点ARM体系结构具有以下特点：(1) 精简指令集：ARM指令集设计简洁高效，可以更好地利用CPU核心的性能，提高指令执行效率。
(2) 低功耗设计：ARM架构在设计上注重低功耗性能，可以延长电池寿命，降低设备能耗。
(3) 强大的复用性：ARM处理器的设计允许各种不同规模级别的集成电路设计，可以满足不同类型设备的需求。
(4) 高度兼容性：ARM处理器具有良好的代码兼容性，可以在不同版本的处理器上运行相同的软件。
(5) 开放的生态系统：ARM架构拥有庞大的开发者社区和软件生态系统，提供丰富的软件工具和开发支持。
4. ARM内核技术与设计ARM内核技术与设计是指ARM处理器核心的设计和实现。
ARM 处理器核心是整个处理器的核心组成部分，决定了处理器的性能、功耗和功能。
ARM处理器核心的设计涉及到指令集架构、流水线设计、储存器体系结构、协处理器设计等方面。
5. ARM应用场景和前景ARM处理器以其高性能、低功耗和广泛的应用领域而被广泛应用于各个领域。
在移动领域，ARM处理器被广泛应用于智能手机和平板电脑等设备。
ARM介绍为什么它成为了物联网的首选
ARM介绍为什么它成为了物联网的首选物联网（Internet of Things，IoT）是一个快速发展的领域，它将各种设备和系统通过互联网进行连接，实现智能化的监控、控制和交互。
而ARM（Advanced RISC Machines）架构则成为了物联网中最为广泛采用的处理器架构之一。
本文将介绍ARM架构的特点和优势，解释为何它成为了物联网的首选。
一、ARM架构简介ARM架构是一种精简指令集计算机（Reduced Instruction Set Computing，RISC）体系结构，由ARM公司开发和推广。
与传统的复杂指令集计算机（Complex Instruction Set Computing，CISC）相比，ARM架构以精简的指令集和精简的硬件设计而著称。
ARM架构具有以下特点：1. 低功耗：ARM架构的设计着重于低功耗，使得其在移动设备和嵌入式系统中具有卓越的能效表现。
2. 高性能：虽然ARM架构指令集较为简单，但其通过精简指令和更高的指令执行速度，实现了出色的性能表现。
3. 灵活可定制：ARM架构具有可灵活配置和可定制性的特点，适用于各种应用场景和需求。
4. 易于集成和扩展：ARM架构兼容性强，易于集成到不同的芯片设计中，也便于实现系统的拓展和升级。
二、ARM架构在物联网中的优势1. 低功耗和能效优势物联网设备通常要求长时间的运行，而且很多设备在无线通信和传感器方面都有着较高的功耗要求。
ARM架构优化的功耗控制和能效表现使得它成为了物联网设备的理想选择。
ARM处理器在相同的电源下能够提供更长的续航时间，适应了物联网设备对低功耗的需求。
2. 灵活可定制的架构设计物联网的应用场景十分广泛，涉及到供应链管理、智能家居、工业自动化等多个领域。
ARM架构的灵活可定制性使得它能够满足各种不同的需求。
开发者可以基于ARM架构设计出适合特定场景的处理器和芯片，从而实现更高效、更精简的物联网设备。
3. 多样化的开发工具和软件支持ARM架构在物联网生态系统中享有广泛的支持和应用，提供了丰富的软件和开发工具。
ARM简介
ARM是什么？ ARM为什么存在？ ARM有什么优势？ ARM体系结构的发展历程？ ARM可以应用在哪些方面？
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一、ARM是什么
ARM——Advanced RISC Machines ARM——高级RISC微处理器 一家公司 一种技术 一类微处理器
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1.ARM公司
ARM英文全称Advanced RISC Machines， 是英国一家电子公司的名字，该公司成立于 1990年11月，是苹果电脑，Acorn电脑集团 和VLSI Technology的合资企业。
目前,全世界有几十家大的半导体公司都使 用ARM公司的授权,因此既使得 ARM处理器 技术获得更多的第三方工具、制造、软件的 支持,又使整个系统成本降低,使产品更容易进 入市场被消费者所接受,更具有竞争力。
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ARM是什么？ ARM为什么存在？ ARM有什么优势？ ARM体系结构的发展历程？ ARM可以应用在哪些方面？
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ARM是什么？ ARM为什么存在？ ARM有什么优势？ ARM体系结构的发展历程？ ARM可以应用在哪些方面？
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三、ARM的优势
ARM微处理器的优点 ARM公司的优势
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1.ARM微处理器的优点
体积小、功耗低、低成本、高性能; 支持Thumb（16位）/ARM（32位）双指令集,
31
参考文献
[1]何荣森，何希顺，张跃.从ARM体系看嵌入式处 理器的发展[J].微电子学与计算机，2002(5) :4245.
[2]王红展.基于嵌入式实时操作系统的ARM控制平 台的实现[D]. 成都：电子科技大学，2004.
[3]费浙平. ARM结构体系发展介绍[J]. 嵌入式系统开 发：技术讲座，2005(4)：40-41.
ARM嵌入式系统简介
工业控制中的ARM嵌入式系统
工业控制
ARM嵌入式系统在工业控制领域的应用也非常广泛，如自动化生产线、机器人控制系统 等。通过ARM嵌入式系统，可以实现设备的远程控制、自动化运行和智能化管理等功能 ，提高工业生产的效率和稳定性。
ARM指令集的特点与优势
01 02 03 04
ARM指令集具有简单、高效、易于理解和实现的特点，使得ARM处 理器在功耗、面积和性能方面具有优秀的表现。
ARM指令集支持大量的寄存器和寻址模式，使得指令执行更加灵活 和高效。
ARM指令集还支持条件执行和并行执行，能够进一步提高处理器的 性能和效率。
ARM指令集的开放性和可定制性使得ARM处理器广泛应用于各种嵌 入式系统领域，如智能家居、物联网、智能终端等。
AI和机器学习
嵌入式系统将越来越多地用于实现人 工智能和机器学习功能，需要更高效 的算法和硬件实现。
安全性和可靠性
随着嵌入式系统在关键任务中的应用 增加，对安全性和可靠性的需求将更 高，需要更多的研究和投资来确保系 统的安全性和可靠性。
05
ARM嵌入式系统应用案例
智能家居中的ARM嵌入式系统
• 智能家居：ARM嵌入式系统在智能家居领域的应用广泛，如智能照明、智能 安防、智能环境监测等。通过ARM嵌入式系统，可以实现家居设备的远程控 制、自动化控制和智能化管理，提高生活便利性和舒适度。
疗器械等。
02
ARM架构与指令集
ARM架构简介
1
ARM架构是一种基于精简指令集（RISC）的微 处理器架构，具有低功耗、高性能、低成本等优 点。
ARM体系结构——ARM简介
LPC2000系列CPU的核心是ARM7，由于其C语言编译器已经考虑到了许多复杂的因素，所以作为初学者无需成为一个专家就可以使用LPC2000。但是为了能够设计出可靠的应用系统和培养学习新技术的能力，作为初学者确实需要对CPU的运作机制及其独特的性能有更加深入的理解。
在连载的文章中，我们将着眼于ARM7内核，处理器状态与模式，内部寄存器，程序状态寄存器，异常、中断及其向量表和存储系统的学习，这是成为一个应用工程师必备的基础。
ARM1136JF－S就是为了进行快速浮点运算，而在ARM1136J－S增加了向量浮点单元。
9．Xscale
Xscale处理器将Intel处理器技术和ARM体系结构融为一体，致力于为手提式通信和消费电子类设备提供理想的解决方案。并提供全性能、高性价比、低功耗的解决方案，支持16位Thumb指令和集成数字信号处理（DSP）指令。
ARM926EJ－S发布于2000年，ARM9E系列为综合处理器，包括ARM926EJ－S和带有高速缓存处理器宏单元的ARM966E－S、ARM946E－S。该系列强化了数字信号处理（DSP）功能，可应用于需要DSP与微控制器结合使用的情况，将Thumb技术和DSP都扩展到ARM指令集中，并具有EmbeddedICE-RT逻辑（ARM的基于EmbeddedICE JTAG软件调试的增强版本），更好地适应了实时系统的开发需要。同时其内核在ARM9处理器内核的基础上使用了Jazelle增强技术，该技术支持一种新的Java操作状态，允许在硬件中执行Java字节码。
5．ARM7系列
ARM7TDMI是ARM公司1995年推出的第一个处理器内核，是目前用量最多的一个内核。ARM7系列包括ARM7TDMI、ARM7TDMI－S、带有高速缓存处理器宏单元的ARM720T和扩充了Jazelle的ARM7EJ－S。该系列处理器提供Thumb 16位压缩指令集和EmbeddedICE JTAG软件调试方式，适合应用于更大规模的SoC设计中。其中ARM720T高速缓存处理宏单元还提供8KB缓存、读缓冲和具有内存管理功能的高性能处理器，支持Linux和Windows CE 等操作系统。
ARM简介
一、什么是ARM?ARM（Adanced RISC Machines），是一个公司名字，也是一种处理器的通称，还可以认为是一种技术名字。
成立于1991年的ARM公司是微处理器行业的一家知名企业，主要销售晶片设计技术的授权。
目前，采用ARM技术知识产权（IP）核的微处理器，即我们通常说的ARM微处理器，已遍及工业控制、消费类电子产品、通信系统、网络系统、无线系统等各类产品市场，基于ARM技术的微处理器应用约占据了32位RISC微处理器75%以上的市场份额，ARM技术正在逐步渗入到我们生活的各方面。
ARM公司是专门从事基于RISC技术晶片设计开发的公司，作为知识产权供应商，本身不直接从事晶片生产，靠转让设计许可由合作公司生产各具特色的晶片，世界各大半导体生产商（RFID射频快报注：如PHILIPS、TI、Intel、BroadCom、ATMEL等）从ARM公司购买其设计的ARM微处理器核，根据各自不同的应用领域，加入适当的外围电路，从而形成自己的ARM微处理器晶片进入市场。
目前，全世界有几十家大的半导体公司都使用ARM公司的授权，因此既使得ARM技术获得更多的第三方工具、制造、软件的支持，又使整个系统成本降低，使产品更容易进入市场被消费者所接受，更具有竞争力。
利用这种合伙关系，ARM很快成为许多全球性RISC标准的缔造者。
ARM的应用领域广泛，1 、工业控制领域：作为 32 的 RISC 架构，基于 ARM 核的微控制器芯片不但占据了高端微控制器市场的大部分市场份额，同时也逐渐向低端微控制器应用领域扩展， ARM 微控制器的低功耗、高性价比，向传统的 8 位 /16 位微控制器提出了挑战。
2 、无线通讯领域：目前已有超过 85% 的无线通讯设备采用了 ARM 技术， ARM 以其高性能和低成本，在该领域的地位日益巩固。
3 、消费类电子产品： ARM 技术在目前流行的数字音频播放器、数字机顶盒和游戏机中得到广泛采用。
ARM7体系结构详细介绍
ARM7体系结构详细介绍简介ARM（Advanced RISC Machines）是一种32位的RISC（Reduced Instruction Set Computer）处理器架构，广泛应用于嵌入式系统、智能手机和平板电脑等领域。
ARM7是ARM体系结构中的一代经典产品，采用了精简指令集，具有低功耗、高效能和高性价比等特点。
架构特性处理器核心ARM7处理器核心是一个半导体芯片，包含了用于指令解码、执行、访存等任务的硬件单元。
ARM7采用了5级流水线架构，可以实现超过20万条指令每秒的处理性能。
此外，ARM7支持可选的乘法器、除法器和调试接口，以满足不同的应用需求。
寄存器ARM7提供了一组寄存器来存放指令和数据。
寄存器分为通用寄存器和特殊目的寄存器两种。
通用寄存器包括16个32位的寄存器，用于存储临时数据和计算结果。
特殊目的寄存器包括程序计数器（PC）、堆栈指针（SP）等，用于指导程序执行和管理堆栈。
存储器ARM7的存储器包括内部存储器和外部存储器两部分。
内部存储器分为指令存储器和数据存储器，用于存放程序指令和数据。
外部存储器通常是闪存、RAM等，用于扩展存储容量。
ARM7支持32位的地址总线，可以寻址最多4GB的内存空间。
性能与功耗ARM7采用了先进的CMOS工艺，使得它具有低功耗和高性能的特性。
ARM7的功耗通常在几个毫瓦到几十个毫瓦之间，可以满足嵌入式系统对功耗的严格要求。
同时，ARM7的高性能使得它可以处理复杂的计算任务，例如图像处理、音视频处理等。
调试与开发ARM7支持ARM公司定义的JTAG调试接口，可以通过调试器进行程序的单步调试、断点设置等操作。
此外，ARM7还提供了丰富的开发工具和软件支持，开发者可以使用C语言、汇编语言等进行编程，方便快捷地开发ARM7的应用程序。
应用领域由于ARM7具有低功耗、高效能和高性价比等特点，因此广泛应用于各种嵌入式系统和移动设备。
下面是一些主要的应用领域：嵌入式系统ARM7在嵌入式系统中得到了广泛的应用，例如工业控制、智能家居、汽车电子等领域。
ARM简介
2.ARM技术 2.ARM技术
ARM也可以理解为是一种技术，ARM公司 也可以理解为是一种技术， 也可以理解为是一种技术 公司 是专门从事基于RISC技术芯片设计开发的公 是专门从事基于 技术芯片设计开发的公 作为知识产权供应商， 司，作为知识产权供应商，本身不直接从事 芯片生产，世界各大半导体生产商从ARM公 芯片生产，世界各大半导体生产商从 公 司购买其设计的ARM微处理器核，根据各自 微处理器核， 司购买其设计的 微处理器核 不同的应用领域，加入适当的外围电路， 不同的应用领域，加入适当的外围电路，从 而形成自己的ARM微处理器芯片进入市场。 微处理器芯片进入市场。 而形成自己的 微处理器芯片进入市场
ARM是什么？ 是什么？ 是什么 ARM为什么存在？ 为什么存在？ 为什么存在 ARM有什么优势？ 有什么优势？ 有什么优势 ARM体系结构的发展历程？ ARM体系结构的发展历程 体系结构的发展历程？ ARM可以应用在哪些方面？ 可以应用在哪些方面？ 可以应用在哪些方面
四、ARM体系结构的发展 ARM体系结构的发展
3.ARM微处理器 3.ARM微处理器
ARM还可以认为是采用 还可以认为是采用ARM技术开发的 还可以认为是采用 技术开发的 RISC处理器的通称。ARM 微处理器已遍及工 处理器的通称。 处理器的通称 业控制、消费类电子产品、通信系统、 业控制、消费类电子产品、通信系统、网络 系统、无线系统等各类产品市场，基于ARM 系统、无线系统等各类产品市场，基于 技术的微处理器应用约占据了32位 技术的微处理器应用约占据了 位RISC微处 微处 理器75%以上的市场份额，ARM技术正在逐 以上的市场份额， 理器 以上的市场份额 技术正在逐 步渗入到我们生活的各个方面。 步渗入到我们生活的各个方面。
ARM公司及产品架构简介
ARM公司及产品架构简介--ARM概述1.ARM 是英国一家电子公司的名字，该公司成立于1990年11月，是苹果电脑，Acorn电脑集团和VLSI Technology的合资企业。
Acorn曾在1985年推出世界上首个商用单芯片RISC （Reduced Instruction Set Computing）处理器。
ARM主要出售芯片设计技术的授权。
2.ARM体系架构的版本就是它所使用的指令集的版本。
ARM架构支持32位的ARM指令集和16位的Thumb指令集，后者使得代码的存储空间大大减小。
还提供了一些扩展功能，还在使用的ARM指令集(ISA，Instruction Set Architecture)有以下版本。
arm v4：只支持32位指令集arm v4t：增加t(thumb)指令集arm v5te：增加增强型dsp指令e指令arm v5tej ：提供java加速功能arm v6 :thumb-2 增加多媒体功能的支持arm v7:thumb-2 改良浮点运算总结版本名中的T表示Thumb指令集，E表示增强型DSP指令，J表示Java加速器。
3.ARM处理器的系列:在相同指令集下，搭配不同部件就可以组装出具有不同功能的处理器，比如有无内存管理单元、有无调试功能等。
它们可以分为8个系列，系列名中有7个后缀，这些后缀可以组合，含义如下。
①T:表示支持Thumb指令集。
②D:表示支持片。
上调试( Debug)。
③M:表示内嵌硬件乘法器(Multiplier)。
④1:支持片上断点和调试点。
⑤E:表示支持增强型DSP功能。
⑥J:表示支持Jazelle技术，即Java加速器。
⑦S:表示全合成式( full synthesizable)。
8大系列:这8个系列中，ARM7、ARM9、ARM9E和ARM10为通用处理器系列，每个系列提供-“套相对独特的性能来满足不同应用领域的需求。
SecurCore系列专门为安全要求较高的应用而设计。
ARM体系结构ARM简介
;从Arm形状(xíngzhuàn)切换到 Thumb形状(xíngzhuàn)
LDR R0,=Lable+1
BX
R0
;从Thumb形状(xíngzhuàn)切换到 ARM形状(xíngzhuàn)
LDR R0,=Lable
BX
R0
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ADD
R0,R1,第R二十2一页，共43页。
跳转地址标号(偶数〕
尾执行也可进入ARM外形
BX Rm
第二十二页，共43页。
；从ARM外形(wài xínɡ)转变为 Thumb外形(wài xínɡ)
；从Thumb ARM外形(wài xínɡ) 转变为ARM外形(wài xínɡ)
勇于开始，才能找到成功的路
CODE32 LDR R0,=Label+1 BX R0
第九页，共43页。
ARM体系结构还采用一些特别的技术(jìshù)，在保证高功用的 前提下尽量添加芯片的面积，并降低功耗
一切的ARM指令都可以依据前面的执行结武断议能否被执行， 从而提高指令的执行效率
可用加载/存储指令批量传输数据，以提高数据的传输效率。 可在一条数据处置指令中同时完成逻辑处置和移位功用。 在循环处置中运用地址的自动增减来提高运转效率
ARM Thumb
PC
PC
Fetch
从存储器中读取指令(zhǐlìng)
PC - 4 PC-2
PC - 8
PC - 4
Decode
Execute
解码(jiěmǎ)指令
寄存器读〔从寄存器Bank〕 移位及ALU操作 寄存器写〔到寄存器Bank 〕
PC指向正被取指的指令(zhǐlìng)，而非正在执行的指令(zhǐlìng)
ARM技术概述
03
ARM处理器核心技术
ARM处理器核心技术简介
01
02
03
低功耗设计
ARM处理器以其低功耗设 计而著称，使得移动设备 能够拥有更长的续航时间 。
高性能
ARM处理器提供了出色的 性能，能够满足各种复杂 任务的处理需求。
广泛应用
ARM处理器在智能手机、 平板电脑、嵌入式设备等 多个领域得到了广泛应用 。
现状
至今，ARM技术已经成为全球使用 最广泛的处理器架构之一，特别是 在移动设备和嵌入式系统领域占据 主导地位。
ARM技术的应用领域
移动设备领域
ARM技术被广泛应用于手机、平 板电脑等移动设备中，提供了强 大的处理性能和出色的电池续航
能力。
嵌入式系统领域
ARM架构也常用于各种嵌入式系 统，如工业控制、医疗设备、智 能家居等，其高效能与低功耗特
基于ARM开发板的实验教程
基础实验
包括LED灯控制、按键输入处理、串口通信等基础实验， 帮助初学者熟悉ARM开发板的基本操作和GPIO、串口等 外设接口的使用。
进阶实验
涉及PWM信号生成、ADC模拟信号采集、I2C和SPI总线 通信等进阶实验，进一步提高学习者对ARM嵌入式系统的 理解和应用能力。
发和实现ARM技术的各种应用。
02 03
常见型号
常见的ARM开发板包括Raspberry Pi、STM32 Nucleo、NVIDIA Jetson Nano等，它们采用不同的ARM处理器，并配备了相应的外设 接口和实验资源。
特性与优势
ARM开发板通常具有低功耗、高性能、接口丰富等特点，适用于各种 嵌入式系统和物联网应用的开发。
ARM处理器通常具有多级流水线，如五级 、七级等，级别越高，处理器性能越强。
第2章 ARM技术概述
21
2.4 ARM 微处理器的应用选型
2.4.2选择一款适合学习的ARM芯片
（9）LCD控制器 有些ARM芯片内置LCD控制器，有的甚至内置64KB彩色TFT LCD控制器。 （10）PWM输出 有些ARM芯片有2～8路PWM输出，可以用于电机控制或语音输出等场合。 （11）ADC和DAC 有些ARM芯片内置2～8通道8～12位通用ADC，可以用于电池检测、触摸 屏和温度监测等 （12）扩展总线 大部分ARM芯片具有外部SDRAM和SRAM扩展接口 （13）时钟计数器和看门狗 一般ARM芯片都具有2～4个16位或32位时钟计数器和一个看门狗计数器。
150+ MIPS Uni-Proc
600+ MIPS Uni-Proc
ARM7TDMI
H L ARM7TDMI
100+ MIPS Uni-Proc
Microcontroller Market
Cortex-M
2.2 ARM微处理器简介
ARM处理器的产品系列非常广，包括ARM7、ARM9、 ARM9E、ARM10E、ARM11和SecurCore、Cortex等
ARM营销模式
将技术授权给 其它芯片厂商
形成各具特色 的ARM芯片
ARM 合作伙伴
ARM占据了32位RISC微处理器80%以上的市场份额
2.1 ARM体系结构的技术特征及发展
2.1.2 ARM技术特征
ARM处理器有如下特点： • 体积小、低功耗、低成本、高性能 • 支持Thumb（16位）/ARM（32位）双指令集，能 很好的兼容8位/16位器件 • 大量使用寄存器，指令执行速度更快 • 大多数数据操作都在寄存器中完成 • 寻址方式灵活简单，执行效率高 • 指令长度固定
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6.移动互联网领域
ARM技术打造世界级的Web2.0产品
目前大多数智能手机采用ARM11处理器 基于Cortex-A处理器的Web2.0手机 ARMv7架构的设计为Web2.0做了专门设计
矢量浮点运算单元 Thumb-2和Thumb-2 EE指令用于解释器和JITs NEON SIMD技术
美国加州大学伯克利分校的Patterson教授领导 的研究生团队设计和实现了“伯克利RISC I”处理 器，他们在此基础之上又发展了后来SUN公司的 SPARC系列RISC处理器，并使得采用该处理器的 SUN工作站名振一时。 与此同时，斯坦福大学也在RISC研究领域取得了 重大进展，开发并产业化了MIPS（ Million Instructions Per Second ）系列RISC处理器。
ARM是什么？ ARM为什么存在？ ARM有什么优势？ ARM体系结构的发展历程？ ARM可以应用在哪些方面？
二、ARM为什么存在
RISC体系结构 ARM的诞生
1.RISC体系结构
传统的CISC（Complex Instruction Set Computer,复杂 指令集计算机）体系由于指令集庞大，指令长度不固定，指 令执行周期有长有短，使指令译码和流水线的实现在硬件上 非常复杂，给芯片的设计开发和成本的降低带来了极大困难。 随着计算机技术的发展需要不断引入新的复杂的指令集, 为支持这些新增的指令,计算机的体系结构会越来越复杂。然 而,在CISC指令集的各种指令中,其使用频率却相差悬殊,大约 有 20％的指令会被反复使用,占整个程序代码的80％。而余 下的80％的指令却不经常使用,在程序设计中只占20％,显然, 这种结构是不太合理的。
工业控制领域 无线通讯领域 网络应用 消费类电子产品 成像和安全产品 移动互联网领域 3G领域
1.工业控制领域
作为32的RISC架构,基于ARM核的微控制 器芯片不但占据了高端微控制器市场的大部 分市场份额,同时也逐渐向低端微控制器应用 领域扩展,ARM微控制器的低功耗、高性价比, 向传统的8位/16位微控制器提出了挑战。 汽车上使用的ARM设计正在进行中,包括驾 驶、安全和车载娱乐等各种功能在内的设备 有可能采用5、6个ARM微处理器统一实现。
2.ARM技术
ARM也可以理解为是一种技术，ARM公司 是专门从事基于RISC技术芯片设计开发的公 司，作为知识产权供应商，本身不直接从事 芯片生产，世界各大半导体生产商从ARM公 司购买其设计的ARM微处理器核，根据各自 不同的应用领域，加入适当的外围电路，从 而形成自己的ARM微处理器芯片进入市场。
谢谢！
3.ARM微处理器
ARM还可以认为是采用ARM技术开发的 RISC处理器的通称。ARM 微处理器已遍及工 业控制、消费类电子产品、通信系统、网络 系统、无线系统等各类产品市场，基于ARM 技术的微处理器应用约占据了32位RISC微处 理器75%以上的市场份额，ARM技术正在逐 步渗入到我们生活的各个方面。
ARM是什么？ ARM为什么存在？ ARM有什么优势？ ARM体系结构的发展历程？ ARM可以应用在哪些方面？
三、ARM的优势
ARM微处理器的优点 ARM公司的优势
1.ARM微处理器的优点
体积小、功耗低、低成本、高性能; 支持Thumb（16位）/ARM（32位）双指令集, 能很好的兼容8位/16位器件; 大量使用寄存器,指令执行速度更快; 大多数数据操作都在寄存器中完成; 寻址方式灵活简单,执行效率高; 指令长度固定;
参考文献
[5]佚名. ARM概述[EB/OL]. [2006-3-23]. /Embedded-SystemsDesign/ARM-Microcontroller/ARM-RISC.htm. [6]罗林. ARM Technology Introduction[EB/OL]. [2010-4-5]. /v_show/id_XMzA3ODU0Nzcy.h tml. [7]刘洪涛. ARM+Android系统应用分析[EB/OL]. [2011-6]. /v_show/id_XMjc1ODg0NTA0.h tml.
针对这些明显的弱点，1979年美国加州大学伯 克利分校提出了RISC（Reduced Instruction Set Computer,精简指令集计算机）的概念,RISC并非只 是简单地去减少指令,而是把着眼点放在了如何使计 算机的结构更加简单合理地提高运算速度上。 RISC结构优先选取使用频率最高的简单指令,避 免复杂指令;将指令长度固定,指令格式和寻址方式种 类减少;以控制逻辑为主,不用或少用微码控制等措施 来达到上述目的。
7. 3G领域
ARM+Android产品
最新ARM处理器的特点及应用
单核变双核 主频升高 多媒体性能大幅增强 内嵌的图形显示芯片越来越强劲 大数据量的存储介质支持 无线功能集成：WIFI Java指令集支持
参考文献
[1]何荣森，何希顺，张跃.从ARM体系看嵌入式处 理器的发展[J].微电子学与计算机，2002(5) :4245. [2]王红展.基于嵌入式实时操作系统的ARM控制平 台的实现[D]. 成都：电子科技大学，2004. [3]费浙平. ARM结构体系发展介绍[J]. 嵌入式系统开 发：技术讲座，2005(4)：40-41. [4]李曦. ARM体系结构[EB/OL]. [2006-9]. /detail/ytysj3nb/28 07638.
ARM简介
主要内容
ARM是什么？ ARM为什么存在？ ARM有什么优势？ ARM体系结构的发展历程？ ARM可以应用在哪些方面？
ARM是什么？ ARM为什么存在？ ARM有什么优势？ ARM体系结构的发展历程？ ARM可以应用在哪些方面？
一、ARM是什么
3.网络应用
随着宽带技术的推广,采用ARM技术的 ADSL芯片正逐步获得竞争优势。此外,ARM 在语音及视频处理上进行了优化,并获得广泛 支持,也对DSP的应用领域提出了挑战。
4.消费类电子产品
ARM技术在目前流行的数字音频播放器、 数字机顶盒和游戏机中得到广泛采用。
5.成像和安全产品
现在流行的数码相机和打印机中绝大部分 采用ARM技术。 GSM（全球移动通信系统） 和3G手机中的32位SIM智能卡也采用了ARM 技术。
ARM——Advanced RISC Machines ARM——高级RISC微处理器 一家公司 一种技术 一类微处理器
1.ARM公司
ARM英文全称Advanced RISC Machines， 是英国一家电子公司的名字，该公司成立于 1990年11月，是苹果电脑，Acorn电脑集团 和VLSI Technology的合资企业。 RISC（reduced instruction set computer， 精简指令集计算机）是一种执行较少类型计 算机指令的微处理器，它能够以更快的速度 执行操作。
2.ARM的诞生过程
1983~1985年——第一代ARM RISC处理器在 英国剑桥的Acorn计算机有限公司诞生。
20世纪80年代——ARM很快开发成Acorn的 台式机产品，形成英国的计算机教育基础。 20世纪90年代——ARM公司成立，ARM 32位 嵌入式RISC处理器扩展到世界范围，占据了低 功耗、低成本和高性能的嵌入式系统应用领域 的领先地位。
2.无线通讯领域
目前已有超过85%的无线通讯设备（手机等）采 用了ARM技术,在PDA（ Personal Digital Assistant ， 掌上电脑）一类的手持设备中,ARM针对视频流进行 了优化,并获得广泛的支持。 ARM已经为蓝牙的推广做好了准备,有20多家公 司的元器件产品采用了ARM技术,如爱立信、英特尔、 科胜讯、朗讯、阿尔卡特、飞利浦、德州仪器等。 ARM以其高性能和低成本，在该领域的地位日益 巩固。
被这两种RISC处理器所取得的巨大成功所鼓舞， 英国的Acorn计算机公司在1983到1985年之间也开 发出了第一代ARM RISC处理器，当时ARM还只是 Acorn RISC Machine的缩写。之后于1990年，公司 又把名字改为简单的ARM limited，并且是 Advanced RISC Machines （先进RISC机器）的缩 写。
2.ARM公司的优势
ARM公司是专门从事基于RISC技术芯片设 计开发的公司,作为知识产权供应商,本身不直 接从事芯片生产,靠转让设计许可由合作公司 生产各具特色的芯片。 目前,全世界有几十家大的半导体公司都使 用ARM公司的授权,因此既使得 ARM处理器 技术获得更多的第三方工具、制造、软件的 支持,又使整个系统成本降低,使产品更容易进 入市场被消费者所接受,更具有竞争力。
ARM是什么？ ARM为什么存在？ ARM有什么优势？ ARM体系结构的发展历程？ ARM可以应用在哪些方面？
四、ARM体系结构的发展
ARM处理器的发展
ARM是什么？ ARM为什么存在？ ARM有什么优势？ ARM体系结构的发展历程？ ARM可以应用在哪些方面？
五、ARM处理器的应用领域