ARM

ARM ir 32 bitu RISC procesoru arhitektūra, kas tiek plaši lietota iegultajās sistēmās. Pateicoties savām enerģijas taupīšanas īpašībām, ARM procesori dominē mobilo iekārtu tirgū, kur zems enerģijas patēriņš ir ļoti svarīgs.

Šis raksts ir par datortehniku. Par citām jēdziena ARM nozīmēm skatīt nozīmju atdalīšanas lapu.

Conexant ARM procesors, ko pamatā izmanto maršrutētājos.

Mūsdienās ARM arhitektūras procesori aizņem vairāk nekā 75 procentos no iegulto sistēmu tirgus, kas to padara par vienu no ienesīgākajām 32 bitu procesoru arhitektūrām. ARM procesorus var atrast visa veida elektroniskās iekārtās, sākot ar pārnēsājamām iekārtām (piemēram, plaukstdatori, mobilie telefoni, mūzikas atskaņotāji, kalkulatori) un beidzot ar datoru perifērijas iekārtām (piemēram, cietie diski, maršrutētāji). Svarīgi ARM arhitektūras atzari ir Intel XScale un Texas Instruments OMAP.

Vēsture

ARM izstrāde aizsākās 1983. gadā, kad Acorn Computers Ltd. izstrādes komanda, ko vadīja Rodžers Vilsons un Stīvs Furbers, sāka darbu, lai radītu MOS Technology 6502 mikroprocesora, kurš līdz tam bija pamats Acorn ražotajiem datoriem, aizstājēju.

1985. gadā bija gatavs pirmais prototipa modelis ARM1, bet nākamajā gadā - sērijveida modelis ARM2. ARM2 bija 32 bitu datu kopne, 26 bitu adrešu telpa, kas tam ļāva adresēt līdz 64 MB atmiņas, un 16 un 32 bitu reģistri. Viens no šiem reģistriem kalpoja kā programmas skaitītājs, kura augšējie seši un apakšējie divi biti saturēja procesora statusa karodziņus. ARM2 bija, iespējams, visvienkāršākais lietojamais 32 bitu procesors, kas sastāvēja no 30 tūkstošiem tranzistoru (salīdzināšanai, Motorola sešus gadus vecākais 68000 sastāvēja no aptuveni 70 tūkstošiem tranzistoru). Vienkāršība tika iegūta, pateicoties mikrokoda (kas sastāda aptuveni ceturto vai pat trešo daļu no 68000 shēmas) neesamībai, kā arī, līdzīgi vairumam tā laika procesoru, kešatmiņas neesamībai. Vienkāršība noveda arī pie zema enerģijas patēriņa, kas bija pat zemāks par 16 bitu Intel 80286. ARM2 pēctecī ARM3 jau tika iekļauta 4 KB kešatmiņa, kas uzlaboja veiktspēju.

1980. gadu beigās kopā ar Acorn darbu pie ARM attīstīšanas uzsāka arī Apple Computer. Tas bija tik nozīmīgi, ka Acorn atdalīja ARM izstrādes komandu un 1990. gadā nodibināja meitasuzņēmumu Advanced RISC Machines Ltd.. Šī iemesla dēļ ARM tiek bieži vien tulkots kā Advanced RISC Machine (Attīstītā RISC mašīna), nevis Acorn RISC Machine (Acorn RISC mašīna). 1998. gadā Advanced RISC Machines pārtapa par ARM Ltd., kad mātes uzņēmums ARM Holdings plc sāka akciju kotēšanu Londonas Fondu biržā un NASDAQ.

Acorn un Apple kopīgais darbs noveda pie ARM6. Pirmie modeļi tika izlaisti 1991. gadā un Apple izmantoja uz ARM6 balstīto ARM 610 savos Apple Newton plaukstdatoros. 1994. gadā Acron ņēma ARM6 par pamatu saviem Risc PC datoriem.

Neskatoties uz dažādiem pilnveidojumiem, kodols nekļuva īpaši lielāks un sarežģītāks. Ja ARM2 sastāvēja no 30 tūkstošiem tranzistoru, tad ARM6 - no 35 tūkstošiem.

Kodoli

Saime	Arhitektūra	Kodols	Īpašības	Kešatmiņa (I/D)/MMU	Tipiskais MIPS @ MHz	Pielietojums
ARM1	ARMv1	ARM1		nav
ARM2	ARMv2	ARM2	Pievienota MUL (reizināšanas) instrukcija.	nav	4 MIPS @ 8MHz	Acorn Archimedes, Chessmachine
	ARMv2a	ARM250	Integrēts MEMC (MMU), grafika un ievades/izvades procesors. Pievienotas SWP un SWPB instrukcijas.	nav, MEMC1a	7 MIPS @ 12MHz	Acorn Archimedes
ARM3	ARMv2a	ARM2a	Pirmais ARM ar procesora kešatmiņu.	4K unificēta	12 MIPS @ 25MHz	Acorn Archimedes
ARM6	ARMv3	ARM610	Pirmais ARM procesors, kas varēja adresēt 32 bitus (4 GB) atmiņas (pretstatā 26 bitiem).	4K unificēta	28 MIPS @ 33MHz	Acorn Risc PC 600, Apple Newton
ARM7TDMI	ARMv4T	ARM7TDMI(-S)	Trīs posmu konveijers	nav	15 MIPS @ 16.8 MHz	Game Boy Advance, Nintendo DS, iPod
		ARM710T		8KB unificēta, MMU	36 MIPS @ 40 MHz	Acorn Risc PC 700, Psion 5, Apple eMate 300
		ARM720T		8KB unificēta, MMU	60 MIPS @ 59.8 MHz	Zipit
		ARM740T		MPU
	ARMv5TEJ	ARM7EJ-S	Jazelle DBX	nav
ARM9TDMI	ARMv4T	ARM9TDMI	Piecu posmu konveijers	nav
		ARM920T		16KB/16KB, MMU	200 MIPS @ 180 MHz	Armadillo, GP32,GP2X (pirmais kodols), Tapwave Zodiac (Motorola i. MX1)
		ARM922T		8KB/8KB, MMU
		ARM940T		4KB/4KB, MPU		GP2X (otrais kodols)
ARM9E	ARMv5TE	ARM946E-S		dažādi, MPU		Nintendo DS, Nokia N-Gage Conexant 802.11 čipi
		ARM966E-S		nav, TOM		ST Micro STR91xF, iekļauts Ethernet
		ARM968E-S		nav, TCMs
	ARMv5TEJ	ARM926EJ-S	Jazelle DBX	dažādi, TCMs, MMU	220 MIPS @ 200 MHz	Mobilie telefoni: Sony Ericsson (K, W sērijas),Siemens un Benq (x65 sērijas un jaunāki)
	ARMv5TE	ARM996HS	Bezpulksteņa procesors	nav, TCMs, MPU
ARM10E	ARMv5TE	ARM1020E	(VFP), Sešu posmu konveijers	32KB/32KB, MMU
		ARM1022E	(VFP)	16KB/16KB, MMU
	ARMv5TEJ	ARM1026EJ-S	Jazelle DBX	dažādi, MMU vai MPU
XScale	ARMv5TE	80200/IOP310/IOP315	Ievades/izvades procesors
		80219			400/600MHz	Thecus N2100
		IOP321			600 BogoMips @ 600 MHz	Iyonix
		IOP33x
		IOP34x	1-2 kodoli, RAID akselerācija	32K/32K L1, 512K L2, MMU
		PXA210/PXA250	Lietotņu procesors, septiņu posmu konveijers			Zaurus SL-5600
		PXA255		32KB/32KB, MMU	400 BogoMips @ 400 MHz	Gumstix, Palm Tungsten E2
		PXA26x			līdz 400 MHz	Palm Tungsten T3
		PXA27x			800 MIPS @ 624 MHz	HTC Universal, Zaurus SL-C1000,3000,3100,3200
		PXA800(E)F
		Monahans			1000 MIPS @ 1.25 GHz
		PXA900				Blackberry 8700, Blackberry Pearl (8100)
		IXC1100	Control Plane Processor
		IXP2400/IXP2800
		IXP2850
		IXP2325/IXP2350
		IXP42x				NSLU2
		IXP460/IXP465
ARM11	ARMv6	ARM1136J(F)-S	SIMD, Jazelle DBX, (VFP), astoņu posmu konveijers	dažādi, MMU	?? @ 532-665MHz (i.MX31 SoC)	Nokia N93, Zune
	ARMv6T2	ARM1156T2(F)-S	SIMD, Thumb-2, (VFP), deviņu posmu konveijers	dažādi, MPU
	ARMv6KZ	ARM1176JZ(F)-S	SIMD, Jazelle DBX, (VFP)	dažādi, MMU+TrustZone
	ARMv6K	ARM11 MPCore	1-4 kodolu SMP, SIMD, Jazelle DBX, (VFP)	dažādi, MMU
Cortex	ARMv7-A	Cortex-A8	Lietotņu profils, VFP, NEON, Jazelle RCT, Thumb-2, Trīspadsmit posmu konveijers	variable (L1+L2), MMU+TrustZone	līdz 2000 (2.0 DMIPS/MHz ātrumā no 600 MHz līdz lielākam par 1 GHz)	Texas Instruments OMAP3
	ARMv7-R	Cortex-R4(F)	Iegultais profils, (FPU)	dažāda lieluma kešatmiņas, opcionāls MMU	600 DMIPS	Broadcom ir lietotājs
	ARMv7-M	Cortex-M3	Mikrokontroliera profils	nav, (MPU)	120 DMIPS @ 100MHz	Luminary Micro mikrokontrolieru saime

Ārējās saites

• ARM, Ltd.