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第二讲 ARM介绍 ARM是Advanced RISC Machines的缩写，它是一家微处理器行业的知名企业，该企业设计了大量高性能、廉价、耗能低的RISC处理器。 1985年第一个ARM原型在英国剑桥诞生。 公司的特点是只设计芯片，而不生产。它提供ARM技术知识产权（IP）核，将技术授权给世界上许多著名的半导体、软件和OEM厂商，并提供服务。 硅锭是生产芯片的原材料 硅锭切片—晶圆 将晶圆切割成裸晶 一个晶圆片上再切割成许多裸晶（也叫管芯） 裸晶上印制版图 右边给出了裸晶的实例照片。四周是引脚。 处理器芯片的版图照片之一 Sun公司的UltraSparc IV+处理器版图 处理器芯片的版图照片之二 AMD公司的 64位双核处理器Opteron 多个裸晶可以封装在一个芯片内 双CPU核的芯片结构 2.1知识产权核 为了降低成本，减少重复开发工作量，集成电路制造商将合格的经过验证的电路设计结果文件存储在所谓函数库的数据库中，供设计师在日后进行类似设计中再利用。 目前，集成电路设计行业中广泛使用了函数库，从而有效地提高了工作效率。 IC设计中的核与核库文件 当设计师进行系统级IC设计时，不再对行为级库文件的内部电路进行设计，往往直接把行为级库里的部件文件当作IC子模块加以调用。这些先前完成的IC设计部件作为整个IC电路一部分实现形式存在，具有固定的不可再分解的功能特性。于是，称之为核（Core），从而部件级库文件就称为核库。 知识产权核与处理器核 核库文件是集成电路的布图设计，属于知识产权的范畴，于是核库中各种核文件以及它们的集合称为知识产权（Intellectual Property），简称IP； 又由于单个知识产权是不可再分解的，所以核文件也称为知识产权核或者IP核（ IP Core：Intellectual Property Core ）。特别地，人们把处理器的核库文件称为处理器核（Processor Core）。 IP核的五个基本特征： 第三方使用； 按照复用原则设计； 可读性强； 完备的可测性； 端口定义标准化。 Arm公司合作伙伴 2.2 ARM处理器简介 ARM 即Advanced RISC Machines的缩写。 ARM公司是设计公司，是知识产权（IP: Intellectual Property）供应商，靠转让设计许可由合作伙伴来生产各具特色的芯片。 有100多家半导体公司与ARM签订了硬件技术使用许可协议。 ARM处理器的3大特点： 小体积、低功耗、成本低、高性能 16位／32位双指令集 全球众多的合作伙伴 ARM处理器简介 第一片ARM处理器是1983年10月到1985年4月间在位于英国剑桥的Acorn Computer公司开发 1990年，为广泛推广ARM技术而成立了独立的公司 20世纪90年代， ARM快速进入世界市场 ARM处理器简介 在ARM的发展历程中，从ARM7开始，ARM核被普遍认可和广泛使用 1995年 StrongARM 问世 XScale是下一代StrongARM芯片的发展基础 ARM10TDMI是ARM处理器核中的高端产品 ARM11是ARM家族中性能最强的一个系列 ARM处理器简介 ARM技术还将不断发展。在嵌入式领域，ARM已取得了极大的成功，造就了IP核商业化、市场化的神话，迄今为止，还没有任何商业化的IP核交易和使用达到ARM的规模。 据必威体育精装版统计，全球有103家巨型IT公司在采用ARM技术，20家最大的半导体厂商中有19家是ARM的用户，包括德州仪器，意法半导体，Philips，Intel等。 ARM系列芯片已经被广泛的应用于移动电话、手持式计算机以及各种各样的嵌入式应用领域，成为世界上销量最大的32位微处理器。 ARM处理器简介 IP核以三种形式存在。 硬核 软核 固核 ARM公司研发的处理器核以上面的三种形式销售 ARM处理器简介 ARM 32位处理器体系结构是市场占有率高的32位嵌入式RISC微处理器结构 市场占有率大约为75% 所有ARM处理器共享同一个体系结构。 ARM体系结构的扩充包括： Thumb：16位指令集，用以改善代码密度； DSP：用于DSP应用的算术运算指令集； Jazeller：允许直接执行Java字节码的扩充。 ARM核的技术优势 ARM核的优点包括： 引入新颖的称为Thumb的压缩指令格式，降低了小型系统的成本和电源消耗； ARM9、ARM10和StrongARM处理器系列的性能得到了显著提高； 具有先进的软件开发和调试环境； 基于ARM处理器核的芯片得到了广泛的嵌入式应用。 ARM处理器系列产品概况 ARM处理器当前有6个产品系列：ARM7、ARM9、ARM10、ARM11、SecurCore和Cortex。 A