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ARM博物馆

ARM博物馆
[编辑本段]一、ARM简介
  ARM 即Advanced RISC Machines的缩写,既可以认为是一个公司的名字,也可以认为是对一类微处理器的通称,还可以认为是一种技术的名字。
  1985年4月26日,第一个ARM原型在英国剑桥的Acorn计算机有限公司诞生,由美国加州SanJoseVLSI技术公司制造。
  20世纪80年代后期,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。
  1990年成立了Advanced RISC Machines Limited(后来简称为ARM Limited,ARM公司)。20世纪90年代,ARM 32位嵌入式RISC(Reduced Instruction Set Computer)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。ARM公司既不生产芯片也不销售芯片,它只出售芯片技术授权。
  1991 年 ARM 公司成立于英国剑桥,主要出售芯片设计技术的授权。目前,采用 ARM技术知识产权( IP )核的微处理器,即我们通常所说的 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个方面。
  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,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。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。
  ARM处理器的三大特点是:耗电少功能强、16位/32位双指令集和众多合作伙伴。
  ARM商品模式的强大之处在于它在世界范围有超过100个的合作伙伴(Partners)。ARM 是设计公司,本身不生产芯片。采用转让许可证制度,由合作伙伴生产芯片。
  当前ARM体系结构的扩充包括:
  ·Thumb 16位指令集,为了改善代码密度;
  ·DSP DSP应用的算术运算指令集;
  ·Jazeller 允许直接执行Java字节码。
  ARM处理器系列提供的解决方案有:
  ·无线、消费类电子和图像应用的开放平台;
  ·存储、自动化、工业和网络应用的嵌入式实时系统;
  ·智能卡和SIM卡的安全应用。
  ARM处理器本身是32位设计,但也配备16位指令集。一般来讲存储器比等价32位代码节省达35%,然而保留了32位系统的所有优势。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%。CPU功能上增加DSP指令集提供增强的16位和32位算术运算能力,提高了性能和灵活性。ARM还提供两个前沿特性来辅助带深嵌入处理器的高集成SoC器件的调试,它们是嵌入式ICE-RT逻辑和嵌入式跟踪宏核(ETMS)系列。
  当前有5个产品系列——ARM7、ARM9、ARM9E、ARM10和SecurCore。
  1、ARM7系列
  优化用于对价位和功耗敏感的消费应用的低功耗32位核,有:
  ·嵌入式ICE-RT逻辑;
  ·非常低的功耗;
  ·三段流水线和冯·诺依曼结构,提供0.9MIPS/MHz。
  2、SecurCore SC100特为安全市场设计,带特定的抗拒窜改和反工程的特性。还带灵活的保护单元确保操作系统和应用数据的安全。
  3、ARM9系列
  高性能和低功耗领先的硬宏单元,带有:
  ·5段流水线;
  ·哈佛结构提供1.1MIPS/MHz。
  ARM920T和ARM922T内置全性能的MMU、指令和数据cache和高速AMBA总线接口。AMBA片上总线是一个开放标准,已成为SoC构建和IP库开发的事实标准。AMBA先进的高性能总线(AHB)接口现由所有新的ARM核支持,提供开发全综合设计系统。
  ARM940T内置指令和数据cache、保护单元和高速AMBA总线接口。
  4、ARM9E系列
  可综合处理器,带有DSP扩充和紧耦合存储器(TCM)接口,使存储器以完全的处理器速度运转,可直接连接到内核上。
  ARM966E-S用于硅片尺寸重要,而对cache没要求的实时嵌入式应用,可配置TCM大小:0、4K、8K、16K,最大达64M。
  ARM946E-S内置集成保护单元,提供实时嵌入式操作系统的cache核方案。
  ARM926ET-S带Jazelle扩充、分开的指令和数据高速AHB接口及全性能MMU。
  VFP9 向量浮点可综合协处理器进一步提高ARM9E处理器性能,提供浮点操作的硬件支持。
  5、ARM10系列
  硬宏单元,带有:
  ·64位AHB指令和数据接口;
  ·6段流水线;
  ·1.25MIPS/MHz;
  ·比同等的ARM9器件性能提高50%。
  两种新的先进的节能方式得到了异常低的耗电。VFP10协处理器完善地依从ARM10器件提供高性能的浮点解决方案。
  ARM微处理器的应用选型
  鉴于ARM微处理器的众多优点,随着国内外嵌入式应用领域的逐步发展,ARM微处理器必然会获得广泛的重视和应用。但是,由于ARM微处理器有多达十几种的内核结构,几十个芯片生产厂家,以及千变万化的内部功能配置组合,给开发人员在选择方案时带来一定的困难,所以,对ARM芯片做一些对比研究是十分必要的。
  以下从应用的角度出发,对在选择ARM微处理器时所应考虑的主要问题做一些简要的探讨。
  ARM微处理器内核的选择
  从前面所介绍的内容可知,ARM微处理器包含一系列的内核结构,以适应不同的应用领域,用户如果希望使用WinCE或标准Linux等操作系统以减少软件开发时间,就需要选择ARM720T以上带有MMU(Memory Management Unit)功能的ARM芯片,ARM720T、ARM920T、ARM922T、ARM946T、Strong-ARM都带有MMU功能。而ARM7TDMI则没有MMU,不支持Windows CE和标准Linux,但目前有uCLinux等不需要MMU支持的操作系统可运行于ARM7TDMI硬件平台之上。事实上,uCLinux已经成功移植到多种不带MMU的微处理器平台上,并在稳定性和其他方面都有上佳表现。
  本书所讨论的S3C4510B即为一款不带MMU的ARM微处理器,可在其上运行uCLinux操作系统。
  系统的工作频率
  系统的工作频率在很大程度上决定了ARM微处理器的处理能力。ARM7系列微处理器的典型处理速度为0.9MIPS/MHz,常见的ARM7芯片系统主时钟为20MHz-133MHz,ARM9系列微处理器的典型处理速度为1.1MIPS/MHz,常见的ARM9的系统主时钟频率为100MHz-233MHz,ARM10最高可以达到700MHz。不同芯片对时钟的处理不同,有的芯片只需要一个主时钟频率,有的芯片内部时钟控制器可以分别为ARM核和USB、UART、DSP、音频等功能部件提供不同频率的时钟。
  芯片内存储器的容量
  大多数的ARM微处理器片内存储器的容量都不太大,需要用户在设计系统时外扩存储器,但也有部分芯片具有相对较大的片内存储空间,如ATMEL的AT91F40162就具有高达2MB的片内程序存储空间,用户在设计时可考虑选用这种类型,以简化系统的设计。
  片内外围电路的选择
  除ARM微处理器核以外,几乎所有的ARM芯片均根据各自不同的应用领域,扩展了相关功能模块,并集成在芯片之中,我们称之为片内外围电路,如USB接口、IIS接口、LCD控制器、键盘接口、RTC、ADC和DAC、DSP协处理器等,设计者应分析系统的需求,尽可能采用片内外围电路完成所需的功能,这样既可简化系统的设计,同时提高系统的可靠性。
  
二、ARM中国大事
  ? 2001年7月23日ARM看好中国,与深圳中兴集成电路设计有限公司签署合作协议,授权其使用ARM922T内核技术。
  ? 2002年7月10日A R M 中国公司——安谋咨询(上海)有限公司在沪成立,上海华虹集成电路有限责任公司、北京旋极信息技术有限公司加入ARM 全球合作伙伴网络。
  ? 2002年7月10日上海华虹集成电路有限责任公司购买 A R M ®SC100TM SecurCoreTM 微处理器内核授权,用于智能卡应用,A R M 公司对中国安全市场充满信心。
  ? 2002年7月10日北京旋极成为第二个ARM RealViewTM开发工具中国分销商。
  ? 2002年9月25日ARM与中芯国际携手开发基于ARM内核的中国“芯”,中芯国际拟加入A R M代工计划,为基于ARM内核的集成电路设计提供一流设备。
  ? 2002年11月28日ARM在中国召开首届中国技术研讨会,OKI、Symbian、夏普、Triscend 等多家合作伙伴同时展示基于 ARM 结构的解决方案。
  ? 2003年1月14日中国第一家ARM授权培训中心宣布成立,旋极信息技术有限公司成为中国首家由ARM 授权的培训中心。
  ? 2003年5月20日ARM在中国开展大学计划——东南大学获得ARMIP授权,推进国内电子业片上系统研究进程。
  ? 2003年5月28日上海集成电路设计研究中心获得ARM内核授权,用于先进的片上系统设计平台,ARM首次与中国政府机构合作,致力为国内集成电路设计厂商提供从概念到硅芯片的先进片上系统设计方案。
  ? 2003年7月30日中芯国际加入ARM代工项目——ARM代工项目在中国的拓展通过此次协议,ARM将为广受欢迎的ARM7TDMI内核提供先进的制造方案。
  ? 2003年9月15日大唐购买 ARM946ETM微处理器内核授权,用于无线产品应用,并开发基于ARM946ETM的SCDMA基带信号处理器芯片无线产品。
  ? 2003年12月1日、3日2003ARM研讨会“无线驱动、无限未来”分别在上海和北京召开。
  ? 2003年12月17日上海复旦微电子股份有限公司获ARM7TDMI内核授权,用于消费电子多媒体处理器。
  ? 2003年12月23日上海交通大学获得ARM922T内核授权,用于片上系统(SoC)研究,上海交大微电子学院成为中国第二所加入ARM大学计划的高等学府。
  ? 2004年1月12日上海杰得微电子获得ARM926EJPrimeStarterKit授权,用于片上数字内容处理器系统,成为首位获得该授权的用户。
  ? 2004年2月9日北京嵌入式系统重点实验室获得ARM7TDMI内核授权,用于先进的片上系统设计教学和科研,成为国内第三所获得ARM内核授权的高校。
  ? 2004年3月17日众华电子成为国内首家获ARM认证的设计中心,A R M在中国扩展合作伙伴,加速中国和国际半导体公司的产品上市时间。
  ? 2004年3月17日香港科技园获ARM7TDMI CPU授权,香港集成电路设计中心将提供ARM技术。
  ? 2004年3月24日ARM继续与中芯国际进行合作,授权用于片上系统技术的ARM922T内核。
  ? 2004年7月13日ARM在中国持续发展,北京微芯力和深圳英蓓特加入ARM授权项目,将开设ARM培训课程。
  ? 2004年7月19日华为技术有限公司将发布基于ARM的无线产品,A R M 微处理器(ARM7TDMI、ARM926EJ和PrimeStarter Kit)内核将为新的无线产品提供新技术,有助于华为在新市场中拓展业务。
  ? 2004年9月7日A R M在北京设立办事处,加大本地化支持力度。A R M公司和科银京成、凯思昊鹏、中芯国
  际以及振戎融通签订新的授权协议。
  ? 2004年9月7日北京振戎融通与ARM合作,将JTEK集成在中国联通新一代J av a环境中。U n i J a联盟运用
  ARM Java加速技术将为手机制造商提供Java手机服务技术方案。
  ? 2004年9月7日科银京成和凯思昊鹏与A R M合作,将开发支持JTEK和Swerve技术,为中国的无线运营商、手机制造商和内容开发商提供J ava和3D应用软件。
  ? 2004年9月7日中芯国际拓展A R M代工计划,获ARM926EJ处理器0.13微米工艺授权。
  ? 2004年11月16日ARM针对中国市场发布新版RealView开发套件,高性能开发套件将益于中国工程师设计基
  于ARM7处理器的应用。
  ? 2004年11月30日中国科学院沈阳自动化研究所获ARM处理器授权,用于自动化控制科研,中国领先的科研机构
  加入ARM大学和研究计划。
  ? 2004年12月9日“芯”系TD-SCDMA重邮信科获ARM926EJ处理器授权。
  ? 2005年1月25日大唐微电子拓展与ARM合作,最新授权用于通信及多媒体应用平台开发。低功耗、高性能
  并集成了Ja zelle技术的A RM926EJ处理器将令中国领先的集成电路设计公司如虎添翼。
  ? 2005年2月22日深圳国微技术获A R M7T D M I处理器授权,研制C A M卡。通用机卡分离C A M卡为消费者带
  来更多更好的高清电视和机顶盒的选择。? 2005年3月2日华大电子获A R M922T处理器授权,用于SoC设计。中国领先的IC设计公司选择ARM架构以
  满足本地市场对先进电子产品的需求。
  ? 2005年4月6日ICC向消费电子产品设计提供Java优化的基于A RM处理器的平台。A RM926E J-S处理器和
  E TM9调试技术将提高消费电子产品的Java的性能并缩短产品上市时间。
  ? 2005年4月7日智多微电子将设计基于A R M的低功耗手机多媒体处理芯片,智多微电子选择ARM7TDMI和
  ARM926EJ-S进行手机多媒体处理器设计。
  ? 2005年4月25日Celestial 授权获得A R M 知识产权(A RM926E J-ST M处理器、E TM9T M片上调试外设和ARM® PrimeCell® 智能卡接口授权),用于满足对下一代电视标准的热切需求。ARM技术帮助设计者加速为下一代高清电视、数字电视和机顶盒开发符合中国数字音视频编解码
  技术标准的芯片。
  ? 2005年7月4日复旦大学获A R M7 T D M I微处理器授权,将用于先进的S O C研究。中国唯一的国家重点
  ASIC和系统实验室将应用ARM技术于SoC设计研发和培训项目。
  ? 2005年7月19日A R M在中国嵌入式系统开发中位于领先地位。根据最新的EDN China嵌入式系统开发者
  调查结果显示,A R M是中国最受欢迎的微处理器架构,64%的答复者在其目前进行的嵌入
  式系统开发中使用ARM架构,远远高于第二位的21%。
  ? 2005年8月10日南京博芯(P r o c h i p)成为A R M认证培训中心,将向中国SoC设计者提供基于ARM技术
  的S o C设计和嵌入式系统设计的商业培训服务。
  ? 2005年10月18日芯原微电子获得A R M 多个处理器授权(ARM7TDMI®、ARM922TTM和ARM926EJS
  T M),用于消费及汽车电子产品S o C设计服务。这一授权协议将帮助中国I C设计服务公司
  加快S o C设计速度,满足消费及汽车电子产品市场的需求。
  ? 2005年11月8日
  A R M ®架构嵌入式系统联合实验室揭牌仪式在上海国际工业博览会举行。这一实验室是由A R M公司、复旦大学信息科学与工程学院、上海交通大学软件学院、广州周立功单片机发展有限公司以及上海嵌入式系统软件技术中心
  共同建立的。
  ? 2005年11月22日上海交大汉芯科技有限公司获得ARM922TTM处理器家族授权,应用于移动电话及消费电子
  产品。A R M技术帮助上海交通大学的独立公司将消费娱乐科研成功商业化。
  ? 2005年12月20日宏力半导体采用A RM Ar tisan®物理IP扩展其0.18微米和0.13微米流水线。该协议使ARM全
  球用户可以通过A R M网站免费获得基于宏力技术的物理IP。
  ? 2006年1月24日香港科技大学嵌入式系统设计院成为A R M认证培训中心,A RM在中国大陆的第五个认证培
  训中心帮助珠江三角洲地区的电子工程师提高嵌入式系统设计能力。
  ? 2006年2月15日海尔IC选用ARM Artisan®物理IP开发消费电子产品,全面的解决方案帮助中国工程师实现低功耗、高性能的IC设计。
  ? 2006年7月18日安凯选择A R M 架构进行先进的多媒体处理器开发,含有A R M J a z e l l e ®技术的A RM926E J-S处理器提供了强大的媒体应用支持,加快安凯多媒体处理器设计。
  ? 2006年8月2日优龙科技成为中国第六家A R M认证培训中心,将为珠江三角洲高质量嵌入式系统设计提供基础。
  ? 2006年8月29日杭州士兰微电子获A R M926E J-S处理器授权,用于高端便携式娱乐设备,快速成长的中国I C设计公司选择受到广泛支持的A R M架构用于先进的SoC解决方案。
  ? 2006年9月12日安创通过A R M代工厂计划获得A R M7T D M I处理器授权,将用于与安全相关的应用。通过这一授权协议,安创成为A R M在中国的孵化器合作伙伴——上海集成电路设计研究中心(ICC)的首个商业成功案例。
  ? 2006年9月25日方舟科技授权获得A R M926E J-S处理器,用于消费电子产品S o C开发,方舟科技将受益于业界广泛支持的A R M结构,设计具有复杂软件要求的、功能丰富的消费电子产品解决方案,并缩短产品上市时间。
  ? 2006年10月17日亿道电子和北高智科技在中国分销A R MR E A LV I E W工具,分销合作帮助设计师更快获得R e a l V i e w开发工具,实现“一次成功的开发”并缩短上市时间。
  ? 2007年2月7日英蓓特在中国分销ARM RealView和Keil开发工具, A R M分销网络的扩展为中国基于A R M解决方案设计师提供获得先进的A R M工具的便捷途径。
  ? 2007年5月9日芯原与ARM扩展合作关系,满足消费和网络应用先进片上系统设计的需求, 进一步增强芯原
  为关键的垂直市场提供的片上系统应用平台。
  ? 2007年5月17日凤凰微电子获得A R M7T D M I处理器授权, 用于M e g a F l a s h S I M卡片上系统, 中国新兴
  fabless公司借助ARM DesignStart Program量产先进片上系统。
  ? 2007年5月22日ARM与英蓓特推出中国版RealView微控制器开发工具包, 加速基于ARM处理器的微控制器软件开发。
  ? 2007年9月6日A R M投资英蓓特,进一步加强对中国嵌入式系统设计团队的支持,合资体现了A R M对中国市场的信心及对本地产业的长期承诺。
  ? 2007年10月10日安凯授权获得A R M技术解决方案,用于移动多媒体应用,安凯授权获得A R M926E J-S处理器软核和S ag e-H S物理I P,进一步加强双方合作关系。
  ? 2007年10月10日ARM SecurCore代工厂计划提供32位智能卡I P,同方微电子、华大电子和华虹N E C成为首批支持这一专为安全应用创立的全新代工厂计划的合作伙伴。
  ? 2008年4月8日世芯电子与A R M共同发布世芯电子已取得ARM926EJ-STM处理器、结构IP与ARM®物理层I P用户许可证,以提升世芯电子对其全球客户的SoC设计服务和解决方案技术
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