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  ARM處理器的分類

  基于指令集體系結(jié)構(gòu)的分類：v1，v2，v5，v5TEJ，v6等

基于處理器內(nèi)核的分類：ARM7，ARM9，ARM10，ARM11，StrongARM，XScale等

  ARM芯片體系結(jié)構(gòu)版本

  ARM架構(gòu)自誕生至今,已經(jīng)發(fā)生了很大的演變,至今已定義的版本有：V1版架構(gòu)、V2版架構(gòu)、V3版架構(gòu)、V4版架構(gòu)、V5版架構(gòu)、V6版架構(gòu)。

  V1版架構(gòu)

  該版架構(gòu)只在原型機(jī)ARM1出現(xiàn)過,其基本性能：

  1、基本的數(shù)據(jù)處理指令(無乘法)

  2、字節(jié)、半字和字的LOAD/STORE指令

  3、轉(zhuǎn)移指令，包括子程序調(diào)用及鏈接指令

  4、軟件中斷指令

  5、尋址空間：64M字節(jié)(26)

  V2版架構(gòu)

  該版架構(gòu)對(duì)V1版進(jìn)行了擴(kuò)展,如ARM2架構(gòu),增加了以下功能：

  1、乘法和乘加指令

  2、支持協(xié)處理器操作指令

  3、快速中斷模式

  4、SWP/SWPB基本存儲(chǔ)器與寄存器交換指令

  5、尋址空間：64M字節(jié)

  V3版架構(gòu)

  1、把尋址空間增至32位(4G字節(jié)),

  2、增加了當(dāng)前程序狀態(tài)寄存器CPSR和程序狀態(tài)保存寄存器SPSR以便于異常的處理。

  3、增加了中止和未定義二種處理器模式。

  4、ARM6就采用該版架構(gòu)。

  5、指令集變化：增加了MRS/MSR指令,以訪問新增的CPSR/SPSR寄存器;增加了從異常處理返回的指令功能。

  V4版架構(gòu)

  V4版架構(gòu)是目前應(yīng)用最廣的ARM體系結(jié)構(gòu),對(duì)V3版架構(gòu)進(jìn)行了進(jìn)一步擴(kuò)充,有的還引進(jìn)了16位的Thumb指令集,使ARM使用更加靈活。ARM7、ARM8、ARM9和StrongARM都采用該版架構(gòu)。

  指令集中增加了以下功能：

  1、有符號(hào)、無符號(hào)的半字和有符號(hào)字節(jié)的Load/Store指令。

  2、增加了16位Thumb指令集

  3、完善了軟件中斷SWI指令的功能

  4、增加了處理器的特權(quán)模式。

  V5版架構(gòu)

  這是最近幾年推出ARM架構(gòu),在V4版基本上增加了一些新的指令,ARM10和XScale都采用該版架構(gòu),這些新增指令有：

  1、帶有鏈接和交換的轉(zhuǎn)移BLX指令

  2、計(jì)數(shù)前導(dǎo)零CLZ指令

  3、BKPT軟件斷點(diǎn)指令

  4、增加了信號(hào)處理指令

  5、為協(xié)處理器增加更多可選擇的指令

  v6版架構(gòu)

  1、適合使用電池供電的便攜式設(shè)備

2、增加了 SIMD功能擴(kuò)展，提高了嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)的音頻、視頻處理能力。

  Thumb技術(shù)

  ARM的RISC體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展中已經(jīng)提供了低功耗、小體積、高性能的方案。而為了解決代碼長(zhǎng)度的問題，ARM體系結(jié)構(gòu)又增加了T變種，開發(fā)了一種新的指令體系，這就是Thumb指令集，它是ARM技術(shù)的一大特色。

  Thumb是ARM體系結(jié)構(gòu)的擴(kuò)展。它有從標(biāo)準(zhǔn)32位ARM指令集抽出來的36條指令格式，可以重新編成16位的操作碼。這能帶來很高的代碼密度。

  支持Thumb的ARM體系結(jié)構(gòu)的處理器狀態(tài)可以方便的切換、運(yùn)行到Thumb狀態(tài)，在該狀態(tài)下指令集是16位的Thumb指令集。

  與ARM指令集相比.Thumb指令集具有以下局限：

  1、完成相同的操作，Thumb指令通常需要更多的指令，因此在對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間要求苛刻的應(yīng)用場(chǎng)合ARM指令集更為適合;

  2、Thumb指令集沒有包含進(jìn)行異常處理時(shí)需要的一些指令，因此在異常中斷時(shí)，還是需要使用ARM指令，這種限制決定了Thumb指令需要和ARM指令配合使用。