1、ARM與指令集與架構? ?

ARM的全稱為Advanced RISC Machines，直譯為高級精簡指令集處理器;RISC即為精簡指令集，那么對應的就存在CISC，其為復雜指令集。

CISC指令集在計算機早期比較常用，CISC指令比較長，實現的功能比較多，這樣對內存的訪問相對比較少，但CPU設計相對復雜；而采用RICS常用指令流水線來提高指令利用效率。

（注:RISC--Reduced Instruction Set Computers，CISC--Complex Instruction Set Computers）

我們需要明確的是ARM不生產芯片，它只是進行ARM架構的設計，并授權給相應的半導體廠家來生產芯片，所以大家通常稱ARM為半導體知識產權（IP）提供商，與RISC-V這種完全開放架構不同，目前看來RISC-V完全開源且架構簡單，給ARM帶來了新的挑戰。

ARM授權也是分不同層面的，包括架構層、內核層和應用層授權，不同層面所開放的具體內容不同，架構層可以直接修改成自己的處理器，而內核層也叫IP核層，主要是用于擴展自己的外設來形成自己的SOC等，而應用層權限就更少了。

2、ARM架構種類??

內核與架構經常有一些朋友分不清，我們常說的ARMV1~ARMV9都是表示不同版本的架構，不同的架構，指令集也存在差異，然而根據不同的架構又開發出了不同CPU內核，比如Cortex-A，Cortex-M等。

目前主要是三種CPU架構系列：

A 系列 （應用）

所有架構系列的最高性能

主要的Arm 處理器 IP 范圍：Cortex-A、Neoverse?，?Cortex-X

主要用于復雜的計算應用領域，例如PC、筆記本電腦、智能電視、服務器、聯網設備、智能手機、車用信息娛樂系統、云存儲設備和超級計算機。

R 系列（ 實時）

針對具有實時需求的系統進行優化

主要的Arm 處理器 IP 范圍：Cortex-R

需要實時響應需求的安全關鍵應用或需要決定性響應的應用，例如醫療設備、車輛駕駛、剎車與警示、網絡和儲存設備，以及嵌入式控制系統。

M 系列 （微控制器）

專為小型、低功耗、高效節能裝置而設計

主要的Arm 處理器 IP 范圍：Cortex-M

能源效率、功耗及尺寸優先。安全性處理器、物聯網以及像是穿戴式裝置、小型感測器、通訊模塊和智慧家庭產品等嵌入式裝置，大部分單片機都是基于此架構來設計。

3、SOC ??

在芯片行業SoC與電池中的SOC不同，這里的全稱為System-on-a-chip，也叫片上系統。SOC上不僅僅包括處理器核還包括一些訪問總線，外設控制器、片內RAM等等。

這樣看來，我們平時看到的單片機，比如stm32芯片；處理器芯片，比如i.MX 6ULL；或者是DSP，TMS320280049等等，都可以認識為SoC。

SOC片上系統的各部分都是通過總線進行通信連接，通常總線分為地址總線、數據總線和控制總線。在CPU和內部RAM之間可能存在多級高速緩存，這些緩存速度非常快，可以提高CPU訪問數據的能力。

那一般內核里面有些什么呢？如下是CORTEX-M55的內核大致功能框架:

比如一些平時開發中提到的MPU內存保護單元、FPU浮點運算單元、DSP處理單元，JTAG調試單元等等，都位于內核上。

3、兩大體系結構? ?

分別是馮諾依曼體系結構和哈佛體系結構。

馮·諾依曼結構采用代碼與數據的統一編址，存儲器上的程序和數據加載到RAM中，然后CPU根據指令運行對應的程序。

哈佛結構是獨立編址的，代碼空間與數據空間分開：

所以大部分的單片機都采用的哈佛架構，當然現在也出現了非常多兩者混合的形式。

審核編輯：湯梓紅