ARM處理器簡(jiǎn)介
其中ARM/MIPS/PowerPC均是基于精簡(jiǎn)指令集機器處理器的架構;
本文引用地址:http://dyxdggzs.com/article/201611/317959.htmX86則是基于復雜指令集的架構,Atom是x86或者是x86指令集的精簡(jiǎn)版。
根據各種新聞,Android在支持各種處理器的現狀:
ARM+Android 最早發(fā)展、完善的支持,主要在手機市場(chǎng)、上網(wǎng)本、智能等市場(chǎng);
X86+Android 有比較完善的發(fā)展。有ATOM+Android的上網(wǎng)本,且支持Atom+Android 和 Atom+Window7雙系統;
MIPS+Android 目前在移植、完善過(guò)程中;
PowerPC+Android 目前在移植、完善過(guò)程中。
ARM系列
ARM架構,過(guò)去稱(chēng)作進(jìn)階精簡(jiǎn)指令集機器(Advanced RISC Machine,更早稱(chēng)作:Acorn RISC Machine),是一個(gè)32位精簡(jiǎn)指令集(RISC)處理器架構,其廣泛地使用在許多嵌入式系統設計。由于節能的特點(diǎn),ARM處理器非常適用于行動(dòng)通訊領(lǐng)域,符合其主要設計目標為低耗電的特性。
在今日,ARM家族占了所有32位嵌入式處理器75%的比例,使它成為占全世界最多數的32位架構之一。ARM處理器可以在很多消費性電子產(chǎn)品上看到,從可攜式裝置(PDA、移動(dòng)電話(huà)、多媒體播放器、掌上型電子游戲,和計算機)到電腦外設(硬盤(pán)、桌上型路由器)甚至在導彈的彈載計算機等軍用設施中都有他的存在。在此還有一些基于A(yíng)RM設計的派生產(chǎn)品,重要產(chǎn)品還包括Marvell的XScale架構和德州儀器的OMAP系列。
優(yōu)勢:價(jià)格低;能耗低;
ARM 授權方式:ARM 公司本身并不靠自有的設計來(lái)制造或出售 CPU ,而是將處理器架構授權給有興趣的廠(chǎng)家。ARM 提供了多樣的授權條款,包括售價(jià)與散播性等項目。對于授權方來(lái)說(shuō),ARM 提供了 ARM 內核的整合硬件敘述,包含完整的軟件開(kāi)發(fā)工具(編譯器、debugger、SDK),以及針對內含 ARM CPU 硅芯片的銷(xiāo)售權。對于無(wú)晶圓廠(chǎng)的授權方來(lái)說(shuō),其希望能將 ARM 內核整合到他們自行研發(fā)的芯片設計中,通常就僅針對取得一份生產(chǎn)就緒的智財核心技術(shù)(IP Core)認證。對這些客戶(hù)來(lái)說(shuō),ARM 會(huì )釋出所選的 ARM 核心的閘極電路圖,連同抽象模擬模型和測試程式,以協(xié)助設計整合和驗證。需求更多的客戶(hù),包括整合元件制造商(IDM)和晶圓廠(chǎng)家,就選擇可合成的RTL(暫存器轉移層級,如 Verilog)形式來(lái)取得處理器的智財權(IP)。借著(zhù)可整合的 RTL,客戶(hù)就有能力能進(jìn)行架構上的最佳化與加強。這個(gè)方式能讓設計者完成額外的設計目標(如高震蕩頻率、低能量耗損、指令集延伸等)而不會(huì )受限于無(wú)法更動(dòng)的電路圖。雖然 ARM 并不授予授權方再次出售 ARM 架構本身,但授權方可以任意地出售制品(如芯片元件、評估板、完整系統等)。商用晶圓廠(chǎng)是特殊例子,因為他們不僅授予能出售包含 ARM 內核的硅晶成品,對其它客戶(hù)來(lái)講,他們通常也保留重制 ARM 內核的權利。
生產(chǎn)廠(chǎng)商:TI (德州儀器)/Samsung(三星)/Freescale(飛思卡爾)/Marvell(馬維爾)/Nvidia(英偉達)
下面是四核ARM芯片架構圖,可以參看:

x86系列/Atom處理器
x86或80x86是英代爾Intel首先開(kāi)發(fā)制造的一種微處理器體系結構的泛稱(chēng)。
x86架構是重要地可變指令長(cháng)度的CISC(復雜指令集電腦,Complex Instruction Set Computer)。
Intel Atom(中文:凌動(dòng),開(kāi)發(fā)代號:Silverthorne)是Intel的一個(gè)超低電壓處理器系列。處理器采用45納米工藝制造,集成4700萬(wàn)個(gè)晶體管。L2緩存為512KB,支持SSE3指令集,和VT虛擬化技術(shù)(部份型號)。
現時(shí),Atom處理器系列有6個(gè)型號,全部都是屬于Z500系列。它們分別是Z500、Z510、Z520、Z530、Z540和Z550。最低端的Z500內核頻率是800MHz,FSB則是400MHz。而最高速的Z550,內核頻率則有2.0GHz,FSB則是533MHz。從Z520開(kāi)始,所有的處理器都支持超線(xiàn)程技術(shù),但只增加了不到10%的耗電。雙內核版本為N系列,依然采用945GC芯片組。雙內核版本仍會(huì )支持超線(xiàn)程技術(shù),所以系統會(huì )顯示出有4個(gè)邏輯處理器。這個(gè)版本的兩個(gè)內核并非采用本地設計,只是簡(jiǎn)單的將兩個(gè)單內核封裝起來(lái)。
MIPS系列
MIPS是世界上很流行的一種RISC處理器。MIPS的意思是“無(wú)內部互鎖流水級的微處理器”(Microprocessor without interlocked piped stages),其機制是盡量利用軟件辦法避免流水線(xiàn)中的數據相關(guān)問(wèn)題。它最早是在80年代初期由斯坦福(Stanford)大學(xué)Hennessy教授領(lǐng)導的研究小組研制出來(lái)的。MIPS公司的R系列就是在此基礎上開(kāi)發(fā)的RISC工業(yè)產(chǎn)品的微處理器。這些系列產(chǎn)品為很多計算機公司采用構成各種工作站和計算機系統。
MIPS技術(shù)公司是美國著(zhù)名的芯片設計公司,它采用精簡(jiǎn)指令系統計算結構(RISC)來(lái)設計芯片。和英特爾采用的復雜指令系統計算結構(CISC)相比,RISC具有設計更簡(jiǎn)單、設計周期更短等優(yōu)點(diǎn),并可以應用更多先進(jìn)的技術(shù),開(kāi)發(fā)更快的下一代處理器。MIPS是出現最早的商業(yè)RISC架構芯片之一,新的架構集成了所有原來(lái)MIPS指令集,并增加了許多更強大的功能。MIPS自己只進(jìn)行CPU的設計,之后把設計方案授權給客戶(hù),使得客戶(hù)能夠制造出高性能的CPU。
1984年,MIPS計算機公司成立,開(kāi)始設計RISC處理器;
1986年推出R2000處理器。
1992年,SGI收購了MIPS計算機公司。
1988年推R3000處理器。
1991年推出第一款64位商用微處器R4000;之后又陸續推出R8000(于1994年)、R10000(于1996年)和R12000(于1997年)等型號。
1998年,MIPS脫離SGI,成為MIPS技術(shù)公司;隨后,MIPS公司的戰略發(fā)生變化,把重點(diǎn)放在嵌入式系統;1998年-MIPS科技股票在美國納斯達克股票交易所公開(kāi)上市
1999年,MIPS公司發(fā)布MIPS32和MIPS64架構標準,為未來(lái)MIPS處理器的開(kāi)發(fā)奠定了基礎。新的架構集成了所有原來(lái)NIPS指令集,并且增加了許多更強大的功能。MIPS公司陸續開(kāi)發(fā)了高性能、低功耗的32位處理器內核(core)MIPS324Kc與高性能64位處理器內核MIPS64 5Kc。
2000年,MIPS公司發(fā)布了針對MIPS32 4Kc的版本以及64位MIPS 64 20Kc處理器內核。
2007年8月16日-MIPS科技宣布,中科院計算機研究所的龍芯中央處理器獲得其處理器IP的全部專(zhuān)利和總線(xiàn)、指令集授權。
2007年12月20日-MIPS科技宣布,揚智科技已取得其針對先進(jìn)多媒體所設計的可定制化系統單芯片(SoC)核心“MIPS32 24KEc Pro”授權。
PowerPC系列
PowerPC 是一種精簡(jiǎn)指令集(RISC)架構的中央處理器(CPU),其基本的設計源自IBM(國際商用機器公司)的IBM PowerPC 601 微處理器POWER(Performance Optimized With Enhanced RISC;《IBM Connect 電子報》2007年8月號譯為“增強RISC性能優(yōu)化”)架構。二十世紀九十年代,IBM(國際商用機器公司)、Apple(蘋(píng)果公司)和Motorola(摩托羅拉)公司開(kāi)發(fā)PowerPC芯片成功,并制造出基于PowerPC的多處理器計算機。PowerPC架構的特點(diǎn)是可伸縮性好、方便靈活。
PowerPC 處理器有廣泛的實(shí)現范圍,包括從諸如 Power4 那樣的高端服務(wù)器 CPU 到嵌入式 CPU 市場(chǎng)(任天堂 Gamecube 使用了 PowerPC)。PowerPC 處理器有非常強的嵌入式表現,因為它具有優(yōu)異的性能、較低的能量損耗以及較低的散熱量。除了象串行和以太網(wǎng)控制器那樣的集成 I/O,該嵌入式處理器與“臺式機”CPU 存在非常顯著(zhù)的區別。
互補型的實(shí)時(shí)性(Real Time)較好的DSP架構
DSP是微處理器的一種,這種微處理器具有極高的處理速度.因為應用這類(lèi)處理器的場(chǎng)合要求具有很高的實(shí)時(shí)性(Real Time)。比如通過(guò)移動(dòng)電話(huà)進(jìn)行通話(huà),如果處理速度不快就只能等待對方停止說(shuō)話(huà),這一方才能通話(huà)。如果雙方同時(shí)通話(huà),因為數字信號處理速度不夠,就只能關(guān)閉信號連接.在DSP出現之前數字信號處理只能依靠MPU(微處理器)來(lái)完成。但MPU較低的處理速度無(wú)法滿(mǎn)足高速實(shí)時(shí)的要求。因此,直到70年代,有人才提出了DSP的理論和算法基礎。那時(shí)的DSP僅僅停留在教科書(shū)上,即便是研制出來(lái)的DSP系統也是由分立元件組成的,其應用領(lǐng)域僅局限於軍事、航空航天部門(mén)。90年代DSP發(fā)展最快,相繼出現了第四代和第五代DSP器件?,F在的DSP屬於第五代產(chǎn)品,它與第四代相比,系統集成度更高,將DSP芯核及外圍元件綜合集成在單一芯片上。這種集成度極高的DSP芯片不僅在通信、計算機領(lǐng)域大顯身手,而且逐漸滲透到人們日常消費領(lǐng)域。
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