随着物联网、人工智能等新兴技术的发展,各种新型微处理器的出现和应用的不断深化,嵌入式系统在后pc时代得到了空前的发展。对于如今大量出现的32位嵌入式应用, arm嵌入式技术广泛地使用在许多嵌入式系统设计。这与arm处理器的众多优势是分不开的。
高性能、低功耗、低价格
把arm处理器的性能拿来和一些著名的通用处理器(如pentium)相比是不合适的,因为他们各自针对的应用需求是不同的。pentium处理器采用多条指令流水线的超标量结构,追求通用应用目标下的超强性能,功耗大,可以用散热器加风扇散热。arm针对嵌入式应用,在满足性能要求的前提下,力求最低的功率消耗。arm结构的优点是能兼顾到性能、功耗、代码密度、价格等几个方面,而且做得比较均衡。在性能/功耗比(mips/w)方面,arm处理器具有业界领先的性能。基于arm核的芯片价格也很低,目前arm cortexm的芯片价格可低至10元人民币左右。
丰富的可选择芯片
arm只是一个核,arm公司自己不生产芯片,采用授权方式给半导体生产商。目前,全球几乎所有的半导体厂家都向arm公司购买了各种arm核,配上多种不同的控制器(如lcd控制器、sdram控制器、dma控制器等)和外设、接口,生产各种基于arm核的芯片。目前,基于arm核的各种处理器型号有好几百种,在国内市场上,常见的有st、ti、nxp、atmel、samsung、oki、sharp、hynix、crystal等厂家的芯片。用户可以根据各自的应用需求,从性能、功能等方面考察,在许多具体型号中选择最合适的芯片来设计自己的应用系统。由于arm核采用向上兼容的指令系统,用户开发的软件可以非常方便地移植到更高的arm平台。
广泛的第三方支持
以如今的技术,设计一个处理器并非难事,但要使这个处理器得到大家认可,并取得市场成功却是非常困难的,其中涉及许多技术与非技术的因素和环节,还包括时机、运气。因为现在许多产品的开发,不是一个简单的处理器加几百条指令、语句就可以解决的。要用到32位处理器,一般都要有编译器、高效的开发工具(仿真器及调试环境)、操作系统、协议栈等,这些东西都不是一个芯片生产商可以解决的,而需要许多第三方的支持。这就像一粒种子,需要土壤、空气、水等环境才能发芽、成长。这也是我们的一些“中国芯”该反思之处。
arm通过近20年的培育、发展,得到了广泛的第三方合作伙伴支持。目前,除通用编译器gcc,arm有自己的高效编译、调试环境(mdk、keil),全球约有50家以上的实时操作系统(rtos)软件厂商和30家以上的eda工具制造商,还有很多高效率的实时跟踪调试工具的厂商,对arm提供了很好的支持。用户采用arm处理器开发产品,既可以获得广泛的支持,也便于和同行交流,加快开发进度,缩短产品的上市时间。
完整的产品线和发展规划
arm核根据不同应用需求对处理器的性能要求,有一个从arm7、arm9到arm10、arm11,以及新定义的cortexm/r/a系列完整的产品线。前几年应用较多的主要是基于v4架构的arm7tdmi、arm720t、arm920t核的一些处理器芯片,如nxp的lpc2000系列、st的str7/9系列、atmel 的at91系列和samsung的s3c系列。近两年,arm cortex系列以更好的性能、更低的价格得到快速推广,典型的就是基于cortexm3的stm32系列。
arm cortexm/r/a系列分别针对不同的应用领域。m系列主要面向传统微控制器(mcu/单片机)应用,这类应用面很广,要求处理器有丰富的外设,并且各方面比较均衡;r系列强调实时性,主要用于实时控制,如汽车引擎;a系列面向高性能、低功耗应用系统,如智能手机。选用arm处理器进行开发,技术积累性较强,生命周期长,设计重用度高,不易被淘汰。用户在选择arm处理器时,可以针对应用需求,从大量的arm芯片中选用满足性能、功能要求的产品,以获得较好的性价比。
发展到如今,arm芯片甚至在对运算速度要求更高的的上网本、平板电脑也大有跟intel的atom处理器一较高低的实力,苹果ipad就是采用的arm深度定制的一款处理器架构,其它还有很多运行着android系统的平板产品、智能手机产品等也都采用arm体系结构的处理核心。
来源:朗锐智科
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