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低功耗受热捧 十问ARM处理器究竟强在哪?(1)

2019-10-12 09:24

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● 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。

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   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。浮点和NEON媒体性能方面的其他改进使设备能够为消费者提供下一代用户体验,并为 Web 基础结构应用提供高性能计算。Cortex-A15处理器可以应用在智能手机、平板电脑、移动计算、高端数字家电、服务器和无线基础结构等设备上。

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   理论上,Cortex-A15 MPCore处理器的移动配置所能提供的性能是当前的高级智能手机性能的五倍还多。在高级基础结构应用中,Cortex-A15 的运行速度最高可达2.5GHz,这将支持在不断降低功耗、散热和成本预算方面实现高度可伸缩的解决方案。

   应用案例:三星Exynos 5250。三星Exynos 5250芯片是首款A15芯片,应用在了最近发布的Chromebook和Nexus 10平板电脑上面。Exynos 5250的频率是1.7GHz,采用32纳米的HKMG工艺,配备了Mali-604 GPU,性能强大。另外据传三星下一代Galaxy S4将会搭载四核版的Exynos 5450芯片组,同样应用Cortex-A15内核。另外NVIDIA Tegra 4会采用A15内核。

 

转自吴白

另一方面,移动计算的发展使得云服务与网络互联的基础架构发生改变。智能移动设备的爆炸性增长,应用服务的层出不穷,使得数据内容的产生与消费大量增加,数据成倍增加,预计将于2020年达到120艾字节(为现今八倍以上 )。如果企业继续沿用现有技术,无缝式移动生活方式将对网络及数据中心基础设施带来极大考验,Cortex-A50处理器系列针对这些难题所设计,将提供未来基础设施所需的节能解决方案。经过强化的32位执行能力将有益于32位云端服务器应用,而64位执行能力则扩展了ARM解决方案的适用性,进而促成网络互联、服务器及高性能计算方面的新商机。

ARM 处理器架构发展

ARM9E-S、ARM966E-S、ARM1020E、ARM 1022E以及XScale是ARMv5TE的。

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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。

支持数据Cache和指令Cache。

近日,ARM公司宣布推首款64位的ARMv8架构的处理器,这对于ARM公司是一个足以载入芯片发展史册的日子,其在全球三地同时宣布将推出公司首款64位的ARMv8架构处理器,进一步扩大ARM在高性能与低功耗领域的领先地位。ARM公司在原有的生态系统中以前所未有的创新速度推动多元化平台,开启计算技术的转型时代。

● ARM9系列和ARM7系列处理器架构解析

   ARM9系列处理器系列包括ARM926EJ-S、ARM946E-S和 ARM968E-S处理器。其中前两者主要针对嵌入式实时应用,我们这里就主要针对ARM926EJ-S进行介绍。

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   ARM926EJ-S基于ARMv5TE架构,作为入门级处理器,它支持各种操作系统,如Linux、Windows CE和Symbian。ARM926EJ-S 处理器已授权于全球100多家硅片供应商,并不断在众多产品和应用中得到成功部署,应用广泛。

   应用案例:TI OMAP 1710。诺基亚N73、诺基亚E65、三星SGH-i600等手机采用的都是该处理器,以及包括米尔科技的 MYS-SAM9X5 系列工控开发板。

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ARM9 开发板

 

ARM9E微处理器系列

移动计算促使数据爆炸增长

   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。

姓名:吴兆阳  学号:14020199009

近年来,智能手机与平板电脑已成为人们主要的计算设备,移动设备的计算的能力已经成为带动整个计算领域的关键要素。ARM公司在过去五年间中,举得了令人瞩目的成绩,其将智能手机性能提高了15倍之多,并改变了用户使用设备的方式。此次发布的Cortex-A50处理器系列产品能够从32位无缝转换至64位执行状态,依然能够支持现有的32位应用程序,并且提供了64位的高可扩展性,以满足移动计算终端客户与未来智能手机的发展需求。

转自:

Scorpion:指令集ARMv7-A,高通获得指令集授权后在A8的基础上设计的。13级整数流水线,超标量双发射,部分乱序执行,2.1DMIPS/MHz,标配Neon,支持多核

ARM公司一直致力于设计先进的数字产品核心应用技术,应用领域从无线、网络和消费娱乐解决方案到影像、汽车电子、安全应用及存储装置等,而对于新发布的ARMv8处理器相信有很多人还有很多疑问,下面笔者为大家一一解开谜团。

 

ARM10E微处理器系列

此次发布64位处理器标志着ARM公司从移动设备进军基础设施与服务器,全面支持消费者移动互联的生活方式。这将为ARM公司的市场扩展与用户体验革新提供无限商机。

● Cortex-A5处理器架构解析

   ARM Cortex-A5处理器隶属于Cortex-A系列,基于ARMv7-A架构,它是能效最高、成本最低的处理器。

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   Cortex-A5处理器可为现有ARM9和ARM11处理器设计提供很有价值的迁移途径,它可以获得比ARM1176JZ-S更好的性能,比ARM926EJ-S更好的功效和能效。另外,Cortex-A5处理器不仅在指令以及功能方面与更高性能的Cortex-A8、Cortex-A9和Cortex-A15处理器完全兼容,同时还保持与经典ARM处理器(包括ARM926EJ-S、ARM1176JZ-S和 ARM7TDMI)的向后应用程序兼容性。

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   应用案例:高通MSM7227A/7627A(新渴望V、摩托罗拉XT615、诺基亚610、中兴V889D、摩托罗拉DEFY XT等)、高通MSM8225/8625(小辣椒双核版、华为U8825D、天语 W806 、innos D9、酷派7266等)、米尔 MYD-SAMA5D3X系列开发板(MYD-SAMA5D31、MYD-SAMA5D33、MYD-SAMA5D34、MYD-SAMA5D35)。

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MYD-SAMA5D3X开发板

 

Cortex-A9:指令集ARMv7-A,8级整数流水线,超标量双发射,乱序执行,2.5DMIPS/MHz,可选配Neon/VFPv3,支持多核

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● Cortex-A7处理器架构解析

   ARM Cortex-A7处理器隶属于Cortex-A系列,基于ARMv7-A架构,它的特点是在保证性能的基础上提供了出色的低功耗表现。

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   Cortex-A7处理器的体系结构和功能集与Cortex-A15 处理器完全相同,不同这处在于,Cortex-A7 处理器的微体系结构侧重于提供最佳能效,因此这两种处理器可在big.LITTLE(大小核大小核心伴侣结构)配置中协同工作,从而提供高性能与超低功耗的终极组合。单个Cortex-A7处理器的能源效率是ARM Cortex-A8处理器的5倍,性能提升50%,而尺寸仅为后者的五分之一。

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   作为独立处理器,Cortex-A7可以使2013-2014年期间低于100美元价格点的入门级智能手机与2010 年500美元的高端智能手机相媲美。这些入门级智能手机在发展中世界将重新定义连接和Internet使用。

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   应用案例:全志Cortex-A7四核平板芯片,联发科刚刚发布的MT6589。

 

支持32位ARM指令集和16位Thumb指令集。

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ARM10也采用。

● ARM11系列处理器架构解析

   ARM11系列包括了ARM11MPCore处理器、ARM1176处理器、ARM1156处理器、ARM1136处理器,它们是基于ARMv6架构,分别针对不同应用领域。ARM1156处理器主要应用在高可靠性和实时嵌入式应用领域,与手机关联不大,此处略去介绍。

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   ARM11 MPCore使用多核处理器结构,可实现从1个内核到4个内核的多核可扩展性,从而使具有单个宏的简单系统设计可以集成高达单个内核的4倍的性能。Cortex-A5处理器是ARM11MPCore的相关后续产品。

   ARM1176处理器主要应用在智能手机、数字电视和电子阅读器中,在这些领域得到广泛部署,它可提供媒体和浏览器功能、安全计算环境,在低成本设计的情况下性能高达1GHz。

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   ARM1136处理器包含带媒体扩展的ARMv6 指令集、Thumb代码压缩技术以及可选的浮点协处理器。ARM1136是一个成熟的内核,作为一种应用处理器广泛部署在手机和消费类应用场合中。在采用 90G工艺时性能可达到600MHz以上,在面积为2平方毫米且采用65纳米工艺时可达到1GHz。

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   应用案例:高通MSM7225(HTC G8)、MSM7227(HTC G6、三星S5830、索尼爱立信X8等)、Tegra APX 2500、博通BCM2727(诺基亚N8)、博通BCM2763(诺基亚PureView 808)、 Telechip 8902(平板电脑)。

 

ARMv1:

● 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。

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   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。

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   应用案例:预计于2014年推出。

 

ARM9EJ-S、ARM926EJ-S、ARM7EJ-S、ARM1026EJ-S是基于ARMv5EJ的。

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ARM11:指令集ARMv6,8级流水线,1.25DMIPS/MHz

● Cortex-A12处理器架构解析

2013中旬,ARM 发布了全新的Cortex-A12处理器,在相同功耗下,Cortex-A12的性能上比Cortex-A9提升了40%,同时尺寸上也同样减小了30%。Cortex-A12也同样能够支持big.LITTLE技术,可以搭配Cortex-A7处理器进一步提升处理器的效能。

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Cortex-A12架构图

ARM表示Cortex-A12处理器未来将应用于大量的智能手机以及平板产品,但更加侧重于中端产品。同时ARM也预计在2015年,这些中端产品在数量上将远超过旗舰级别的智能手机及与平板。

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搭载Cortex-A12处理器的中端机在未来也将是非常有特点的产品,因为Cortex-A12能够支持虚拟化、AMD TrustZone技术,以及最大1TB的机身存储。这也就意味着未来搭载这一处理器的智能手机完全可以作为所谓的BYOD(Bring Your Own Device)设备使用,换句话说就是在作为自用手机的同时,还可以用作商务手机存储商务内容。

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Mali-V500架构图

同时Cortex-A12也搭载了全新的Mali-T622绘图芯片与Mali-V500视频编解码IP解决方案,同样也是以节能为目标。这样看来,定位中端市场,低功耗小尺寸,Cortex-A12最终必然会取代Cortex-A9。据悉,Cortex-A12将于2014年投放市场,到时候我们也许会迎来中端市场的一次改变。

应用案例:2014年发布。

 

x86架构和arm架构的区别

● Cortex-A9处理器架构解析

   ARM Cortex-A9处理器隶属于Cortex-A系列,基于ARMv7-A架构,目前我们能见到的四核处理器大多都是属于Cortex-A9系列。

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   Cortex-A9 处理器的设计旨在打造最先进的、高效率的、长度动态可变的、多指令执行超标量体系结构,提供采用乱序猜测方式执行的 8 阶段管道处理器,凭借范围广泛的消费类、网络、企业和移动应用中的前沿产品所需的功能,它可以提供史无前例的高性能和高能效。

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   Cortex-A9 微体系结构既可用于可伸缩的多核处理器(Cortex-A9 MPCore多核处理器),也可用于更传统的处理器(Cortex-A9单核处理器)。可伸缩的多核处理器和单核处理器支持 16、32 或 64KB 4 路关联的 L1 高速缓存配置,对于可选的 L2 高速缓存控制器,最多支持 8MB 的 L2 高速缓存配置,它们具有极高的灵活性,均适用于特定应用领域和市场。

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   应用案例:德州仪器OMAP 4430/4460、Tegra 2、Tegra 3、新岸线NS115、瑞芯微RK3066、联发科MT6577、三星 Exynos 4210、4412、华为K3V2等。另外高通APQ8064、MSM8960、苹果A6、A6X等都可以看做是在A9架构基础上的改良版本。

 

3种类型:ARM926EJ-S、ARM946E-S和ARM966E-S。

 

支持数据Cache和指令Cache,

● ARM7系列处理器

   ARM7系列处理器系列包括ARM7TDMI-S(ARMv4T架构)和ARM7EJ-S(ARMv5TEJ架构),最早在1994推出,相对上面产品来说已经显旧。虽然现在ARM7处理器系列仍用于某些简单的32位设备,但是更新的嵌入式设计正在越来越多地使用最新的ARM处理器,这些处理器在技术上比ARM 7系列有了显著改进。

 

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   作为目前较旧的一个系列,ARM7处理器已经不建议继续在新品中使用。它究竟有多老呢?上面的Apple eMate 300使用的就是一款25MHz的ARM7处理器,够古老了吧?

嵌牛导读: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。1985年,第一个ARM原型在英国剑桥诞生。ARM公司的特点是只设计芯片,而不生产。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。

● Cortex-A8处理器架构解析

   ARM Cortex-A8处理器隶属于Cortex-A系列,基于ARMv7-A架构,是我们目前使用的单核手机中最为常见的产品。

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   ARM Cortex-A8处理器是首款基于ARMv7体系结构的产品,能够将速度从600MHz提高到1GHz以上。Cortex-A8处理器可以满足需要在300mW以下运行的移动设备的功率优化要求;以及需要2000 Dhrystone MIPS的消费类应用领域的性能优化要求。

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   Cortex-A8 高性能处理器目前已经非常成熟,从高端特色手机到上网本、DTV、打印机和汽车信息娱乐,Cortex-A8处理器都提供了可靠的高性能解决方案。

   应用案例:MYS-S5PV210开发板、TI OMAP3系列、苹果A4处理器(iPhone 4)、三星S5PC110(三星I9000)、瑞芯微RK2918、联发科MT6575等。另外,高通的MSM8255、MSM7230等也可看做是A8的衍生版本。

 

3种类型:ARM1020E、ARM1022E和ARM1026EJ-S。

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本文来自米尔科技,原文地址: ,转载请注明出处。

已使用在数字移动电话、个人数字助理和网络产品等场合。

链接:

主要应用:无线设备、仪器仪表、安全系统、机顶盒、高端打印机、数码照相机和数码摄像机。

ARM7TDMI、ARM7TDMI-S、ARM720T、ARM7EJ。

來源:简书

采用软内核技术,防止外部对其进行扫描探测。

ARM7TDMI、ARM720T、ARM9TDMI、ARM940T、ARM920T、Intel的StrongARM等是基于ARMv4T版本。

Cortex-A8:指令集ARMv7-A,13级整数流水线,超标量双发射,2.0DMIPS/MHz,标配Neon,不支持多核

-march(target ARM architecture目标处理器架构)。

采用ARMv6核的处理器是ARM11系列。

主要应用:下一代无线设备、数字消费品、成像设备、工业控制、存储设备和网络设备等领域。

内嵌并行读/写操作部件。

ARMv6:

主要应用:下一代无线设备、数字消费品、成像设备、工业控制、通信和信息系统等领域。

支持32位ARM指令集和16位Thumb指令集。

主要应用:对安全性要求较高的应用产品及应用系统,如电子商务、电子政务、电子银行业务、网络和认证系统等领域。

全性能的MMU,支持Windows CE、Linux、Palm OS等多种主流嵌入式操作系统。

主频最高可达130MIPS。

支持VFP9浮点处理协处理器。

ARMv5:

具有嵌入式ICE-RT逻辑,调试开发方便。

ARMv8

单一处理器内核提供微控制器、DSP、Java应用系统的解决方案。

Cortex-A5:指令集ARMv7-A,8级整数流水线,1.57DMIPS/MHz,可选配Neon/VFPv3,支持多核

ARM9微处理器系列

对操作系统的支持广泛,包括Windows CE、Linux、Palm OS等。

Cortex-A15:指令集ARMv7-A,超标量,乱序执行,可选配Neon/VFPv4,支持多核

ARM公司目前定义了8种主要的指令集体系结构版本。V1-V8。(所以ARMv6是指指令集版本号)。 即:ARM architecture

可选的参数为:

与同等的ARM9比较,在同样的时钟频率下,性能提高了近50%,功耗极低。

注:“ARM核”并不是芯片,ARM核与其它部件如RAM、ROM、片内外设组合在一起才能构成现实的芯片。

4种类型:SecurCore SC100、SecurCore SC110、SecurCore SC200和SecurCore SC210。

可集成用户自己的安全特性和其他协处理器。

嵌牛正文:

armv2, armv2a, armv3, armv3m, armv4, armv4t, armv5, armv5t, armv5te, armv6, armv6j, iwmmxt, ep9312. armv7-a等。

ARM7微处理器系列

X86架构是是X86指令集,它属于CISC指令集。ARM架构是ARM指令集,属于RISC指令集。X86是冯若依曼结构,ARM是哈弗结构,例外的是ARM7TDMI用的就是冯若依曼结构。其实都是差不多,X86指令多,应用范围广,但效率就显得低一点,ARM指令少,应用范围小,效率显得高。

专为安全需要而设计,提供了完善的32位RISC技术的安全解决方案。

ARM1156T2(F)-S基于ARMv6T2 主要特性有SIMD、Thumb-2、(VFP)、MPU。

-mcpu ,-mtune指定目标处理器(target ARM processor)。

主频最高可达400MIPS。

5级整数流水线,

低功耗的32位RISC处理器,冯·诺依曼结构。极低的功耗,适合便携式产品。

主频最高可达300MIPS。

ARMv7-A:

主要应用领域:工业控制、Internet设备、网络和调制解调器设备、移动电话等多种多媒体和嵌入式应用。

指令系统与ARM9系列、ARM9E系列和ARM10E系列兼容,便于用户的产品升级换代。

Xscale处理器

作者:吴白

支持DSP指令集。

对V1版进行了扩展,包含了对32位结果的乘法指令和协处理器指令的支持。

该版本的原型机是ARM1,没有用于商业产品。

支持32位ARM指令集和16位Thumb指令集。

图例.png

3级流水线结构。能够提供0.9MIPS的三级流水线结构

代码密度高,兼容16位的Thumb指令集。

ARM11 MPCore基于ARMv6K 在ARM1136EJ(F)-S基础上可以包括1-4 核SMP、MMU。

支持16位的Thumb指令和DSP指令集。

当前应用最广泛的ARM指令集版本。

在GCC编译中, -march, -mcpu的含义

ARM公司第一个微处理器ARM6核心是版本3的,它作为IP核、独立的处理器、具有片上高速缓存、MMU和写缓冲的集成CPU。

全性能的MMU,支持Windows CE、Linux、Palm OS等多种主流嵌入式操作系统。

Xscale处理器是Intel目前主要推广的一款ARM微处理器

嵌牛鼻子:ARM

ARMv4:

ARMv2:

支持数据Cache和指令Cache,具有更高的指令和数据处理能力。

ARM内核.png

指令集体系结构

5级整数流水线,指令执行效率更高。

MPU支持实时操作系统。

ARMv3:

全性能的MMU,支持Windows CE、Linux、Palm OS等多种主流嵌入式操作系统。

支持VFP10浮点处理协处理器。

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E:增强型DSP指令集。包括全部算法和16位乘法操作。

6级整数流水线,指令执行效率更高。

ARM1176JZ(F)-S基于ARMv6KZ 在 ARM1136EJ(F)-S 基础上增加MMU、TrustZone。

支持DSP指令集。

图片 31

arm2, arm250, arm3, arm6, arm60, arm600, arm610, arm620, arm7, arm7m, arm7d, arm7dm, arm7di, arm7dmi, arm70, arm700, arm700i, arm710, arm710c, arm7100, arm7500, arm7500fe, arm7tdmi, arm7tdmi-s, arm8, strongarm, strongarm110, strongarm1100, arm8, arm810, arm9, arm9e, arm920, arm920t, arm922t, arm946e-s, arm966e-s, arm968e-s, arm926ej-s, arm940t, arm9tdmi, arm10tdmi, arm1020t, arm1026ej-s, arm10e, arm1020e, arm1022e, arm1136j-s, arm1136jf-s, mpcore, mpcorenovfp, arm1176jz-s, arm1176jzf-s, xscale, iwmmxt, ep9312,Cortex-A8, Cortex-A9等

J:支持新的Java。

可选的参数为:

SecurCore微处理器系列

基于ARMv5TE体系结构的解决方案,是一款全性能、高性价比、低功耗的处理器。

新款ARMv8架构ARMCortex-A50处理器系列产品,进一步扩大ARM在高性能与低功耗领域的领先地位。该系列率先推出的是Cortex-A53与Cortex-A57处理器以及最新节能64位处理技术与现有32位处理技术的扩展升级。该处理器系列的可扩展性使ARM的合作伙伴能够针对智能手机、高性能服务器等各类不同市场需求开发系统级芯片。

灵活的保护单元,以确保操作系统和应用数据的安全。

ARM7TMDI是目前使用最广泛的32位嵌入式RISC处理器,属低端ARM处理器核。

嵌牛提问:ARM具体提示什么?

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。

3种类型:ARM920T、ARM922T和ARM940T。

哈佛体系结构。

ARM1136J(F)-S基于ARMv6主要特性有SIMD、Thumb、Jazelle、DBX、(VFP)、MMU。

ARM7TDMI微处理器

4种类型:

著作权归作者所有。商业转载请联系作者获得授权,非商业转载请注明出处。

其中后缀意义如下:

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