ARM核心微处理器.docx

《ARM核心微处理器.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《ARM核心微处理器.docx（15页珍藏版）》请在三一办公上搜索。

1、呻 iRHARM?心平板方案ARM处理器解析:A7/A8/A9/A15 区别摘要：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。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C

2、ortex-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。ARM架构处理器全解析.5 J Cortex *，A15 M PCare汇总历代智能手机CPU, y 一顼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-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

3、里就不再介绍。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。ProcessorCortex A57Cortex-A 53AKHitKtainImerrupi Conirollerintegraled GICintegrated GICL2 Cache ControllerJntegraied w/ECCmtegiated w/ECCI Cache48kDCsche3%nGPiliiitiiln% 方东网V rnul Ob PAAJRM.3 0g C

4、PUUK A CAfriXN6OW新血 DD pirrtrCortex-A57:Highest performanoe in superphone power envelopeCortex-A53:Most energy-efficient applications processor from ARMCortex-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

5、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。应用案例：预计于2014年推出。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。Cortex-A1 5 MPCore保 缚 其婪姓牌携燧 gCortex-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。Cort

6、ex-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。COKf-si= & sim lj* FsSISAgf 一 WFg丹溥点-RCT碘作虚拟化克特 :七切，里地址护IR (LRAEAfiMvT 内存再理里元申筋和祀株 UOkSgET OK-A 1 5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E

7、xynos 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。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。Cortex-A9处

8、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。CcrtEX-A9 单挨 款宏试用卖现工茗TSMC 65GTSMC JOG优化方式性砌t性能优化功顾化ARM SC12ARId SC12摭牌元ARM SC12+高性能工,高性龈工具包具包1 蟠(DMIPSjgH)2.075 DILIPS1C.0MDM1PS4.000DMIPS频率630 MHZ2000 MHz(标准)300 MHz (wc/ss)龄(DMIPS/mW)

9、5.3S辨80目悻我率下的总功率0.4 W1 9 WOS W6 7 mm2芯片面羯1 5 mm7 （不包舌高 速篷存）OS L1新偶校验4 6mm（包括所有和所育DH/DFM)0FT/DFM )聚方紫国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。cortex-A9体系结拘ARf.i

10、v Z-A Correx|mIs幅个内核 2 5口 Df.1lPSklWs多核个内核逮提供里校版本ISA支持 ARM-ThumixB2 / Thumb.jazeffe DBX rCt DSP JTFR.-#S$S.,S!Mp N 5OM 可迭）-F辛点.箪天 可盘厂内行苣闯内有苣理单元OFTF测试 飒低ETMWFm 烦 hiIOc:cod I力 0 HXT-TitnCpieSiyiiifl Q / 单独健伊；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

11、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。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。LJ LJ LJ LJ LJ LJ IfUTT F 玷 AL. V 5 rARM 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2000Dhrystone MIPS的消费类应

12、用领域的性能优化要求。Cortex-AB架构ARMv7-A Cortextinstone 性能多核ISA支持内存管理调试和追踪2.0DMIPS/MHZ否-仅单核ARM Thujnb?-2/ Thumb NEONYE巳.*浮点内存管理单元奂gs画竺.（单独提供bCortex-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：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、M

13、SM7230等也可看做是A8的衍生版本。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。MEON/FPUNEOM/FPUIMEOtM/FPUCo rtex -A7 M PCorePower EfficiencyPerformance位 AMBA4 高佥一华姓做也扭口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

14、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ARMCortex-A8处理器的5倍，性能提升50%，而尺寸仅为后者的五分之一。Efficient Web BrowsingSingleCorteXA7vs. Cortex-A8Cortex*A8 in 45nmCortex-A7 in 28nm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。Cortex-A7 MPCore架构 A

15、RMV7-A Cortex多核单处理器群集中的1-4X SMP三 通过AMBA 4技术实现多个一致的SMP处理器群集-ARM Thurnb-2Trustzone安全技术-NEON 高级 SIMDISA支持 .DSP & SIMD扩展VFPV4浮点-Jazelle RCT硬件虚拟化吏持大物理地址扩展(LPAE)内存管理 ARMV7内存管理单元调试和追踪 3唆观匹 匹日理赛虞旁落网应用案例：全志Cortex-A7四核平板芯片，联发科刚刚发布的MT6589。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

16、器。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。Cqrte)t-A5体系结构ARMv7-A CortexDhrystone t翳直筝核（SA支持内存管埋调试和I每个内核 1.57 DMIPS/MHzL4个内核

17、还提供单核版本ARM Inumt）-2 f Thumb芟目扩.展.宵拙.篷短.可洗，NCN高血SIM口 1可迭）。巨买!嶂亶 以旦茨担 EdARMV7内存管理单元匚三用糊心口吐-4。,力”111-p-rr.rn 11.71 r*.r| jp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）。ARM11系列处理器架构解析ARM11系列包括了 ARM11MPCore处理器、ARM1176处理器、A

18、RM1156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。言星二至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。Imtnuztlon C

19、ocheCaprocessw C-orrtroSlcr匚匚n匚匚TCFIAM DTCRAM 1TruscZoneARM11,WOptxmalVFPCicheTCRAM QTCRAM 1Memory ManagementAMBA AXI ilnrfa痒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。InstrLTccionDataPcripheratlncc5

20、：Hfei.2.e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）。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。架构ARMvfSTEIBA支持中朗内存系嫁隅试扣（p爵可招tt4 ARM Thu

21、mb*-扩展-bspirfll-导.炬H,（可送S翰疏1 1 OMlPS/MHZFlSRG王ZTCM牌n2k A MBA*竺施口-敬规网AHB-IIM王植口用于OMA由右联的山也轴朗援口.Eim tedded tCE - RT 女小Ufl 试单 希-JTAG携口单句-用手由拇遍拌判懈人的a踪志甲元心3峰制的挟LJ诃备合4口醵玄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Symbiano 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

22、1710o诺基亚N73、诺基亚E65、三星SGH-i600等手机采用的都是该处理器。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。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？