ARM體系結構之：ARM體系結構的特點(diǎn)

為了使ARM指令集能夠更好地滿(mǎn)足嵌入式應用的需要，ARM指令集和單純的RISC定義有以下幾方面的不同。

· 一些特定指令的周期數可變

并非所有的ARM指令都是單周期的。例如，多寄存器轉載/存儲的Load/Store指令的周期數就不確定，必須根據被傳送的寄存器個(gè)數而定。如果是訪(fǎng)問(wèn)連續的存儲器地址，就可以改善性能，因為連續的存儲器訪(fǎng)問(wèn)通常比隨機訪(fǎng)問(wèn)要快。同時(shí)，代碼密度也得到了提高，因為在函數的起始和結尾，多個(gè)寄存器的傳輸是很常用的操作。

· 內嵌桶形移位器產(chǎn)生更復雜的指令

內嵌桶形移位器是一個(gè)硬件部件，在一個(gè)輸入寄存器被一條指令使用之前，內嵌桶形移位器可以處理該寄存器中的數據。它擴展了許多指令的功能，改善了內核的性能，提高了代碼密度。

· Thumb指令集

ARM處理器根據RICS原理設計，但是由于各種原因，在低代碼密度上它比其他多數RICS要好一些，然而它的代碼密度仍不如某些CISC處理器。在代碼密度重要的場(chǎng)合，ARM公司在某些版本的ARM處理器中加入了一個(gè)稱(chēng)為T(mén)humb結構的新型機構。Thumb指令集是原來(lái)32位ARM指令集的16位壓縮形式，并在指令流水線(xiàn)中使用了動(dòng)態(tài)解壓縮硬件。Thumb代碼密度優(yōu)于多數CISC處理器達到的代碼密度。

· 條件執行

只有當某個(gè)特定條件滿(mǎn)足時(shí)指令才會(huì )被執行。這個(gè)特性可以減少分支指令數目，從而改善性能，提高代碼密度。

· DSP指令

一些功能強大的數字信號處理（DSP）指令被加入到標準的ARM指令中，以支持快速的16×16位乘法操作及飽和運算。在某些應用中，傳統的方法需要微處理器加上DSP才能實(shí)現。這些增強指令，使得ARM處理器也能夠滿(mǎn)足這些應用的需要。

綜上所述，ARM體系結構的主要特征如下：

· 大量的寄存器，它們都可以用于多種用途；

· Load/Store體系結構；

· 每條指令都條件執行；

· 多寄存器的Load/Store指令；

· 能夠在單時(shí)鐘周期執行的單條指令內完成一項普通的移位操作和一項普通的ALU操作；

· 通過(guò)協(xié)處理器指令集來(lái)擴展ARM指令集，包括在編程模式中增加了新的寄存器和數據類(lèi)型。

如果把Thumb指令集也當作ARM體系結構的一部分，那么還可以加上：

· 在Thumb體系結構中以高密度16位壓縮形式表示指令集。