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ARM和RISC的基础知识以及ARM和RISC的区别

本ARM教程涵盖了ARM和RISC的基础知识以及ARM和RISC之间的区别。有关其他ARM教程内容，请参阅以下页面。

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ARM历史简介

ARM代表高级RISC机器。
•1983年至1985年在剑桥的Acron计算机有限公司首次开发。
•ARM Limited成立于1990年。
行业领先的16/32嵌入式RISC机生产商。
•将其核心设计授权给半导体，不生产集成电路。

•基于RISC架构
•高代码密度，低功耗和低硅面积
•它是一种负载存储架构，通过寄存器进行数据处理，不直接涉及内存中的更改
•良好的速度与功耗比

RISC的特性

指令:与CISC相比，指令数量更少。编译器或程序员通过组合几个简单的指令来合成复杂的运算(例如除法运算)。每条指令都是固定长度，以允许管道在解码当前指令之前获取未来的指令。

管道:指令的处理被分解成更小的单元，可以通过管道并行执行。理想情况下，管道在每个周期中前进一步，以获得最大吞吐量。指令可以在一个管道阶段中解码。指令不需要像CISC处理器那样由一个叫做微码的小程序来执行。

固定的指令周期数:大多数指令单周期。

寄存器:RISC有大量的通用寄存器，而CISC有特殊用途寄存器。在RISC中，任何寄存器都可以包含数据或地址。寄存器作为所有数据处理操作的快速本地存储器。

Load-store架构——处理器对寄存器中的数据进行操作。独立的加载和存储指令在寄存器库和外部存储器之间传输数据。内存访问的开销很大，因此将内存访问与数据处理分开提供了一个优势，因为您可以多次使用保存在寄存器库中的数据项，而不需要多次内存访问。相比之下，在CISC设计中，数据处理操作可以直接作用于内存。

ARM特性优于RISC

特定指令的可变周期执行——不是每个ARM指令都在单个周期中执行。例如，“加载-存储-多个”指令的执行周期数量取决于正在传输的寄存器数量。传输可以发生在顺序内存地址上，这可以提高性能，因为顺序内存访问通常比随机访问快。

内联桶移位器导致更复杂的指令——内联桶移位器是一种硬件组件，它在被指令使用之前对一个输入寄存器进行预处理。这扩展了许多指令的能力，以提高核心性能和代码密度。

ARM通过添加第二个名为Thumb的16位指令集增强了处理器核心。这个thumb指令允许ARM核心执行16位或32位指令。与固定长度的32位指令相比，16位指令提高了大约30%的代码密度。

条件执行——一条指令只在满足特定条件时执行。该特性通过减少分支指令来提高性能和代码密度。

增强型指令——增强型数字信号处理器(DSP)指令被添加到标准ARM指令集中，以支持快速16 × 16位乘数运算和饱和。这些指令允许在某些情况下使用性能更快的ARM处理器来取代传统的处理器加DSP的组合。

手臂配置文件

ARM配置文件包括A配置文件、M配置文件和R配置文件。

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