详解ARM架构和处理器系列命名规则

汉无为 2018-11-15

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处理器的命名应该包含两类：指令集架构命名规则和处理器系列规则。

可见：架构的命名比较规则从ARMv1到ARMv8，数字越大越先进。x（variants）分成四个组成部分：

但是处理器系列的命名就比较混乱了，因此接下来以架构的顺序来介绍ARM的历史：

(1) ARMv1、ARMv2 这两代没有做CPU，没有商业化;

(2)ARMv3 对应的 CPU 是 ARM6，它作为IP核、独立的处理器、具有片上高速缓存、MMU和写缓冲的集成CPU;

(3)ARMv4 首次增加 Thumb 指令集：

有符号和无符号的半字读取和写入指令。
带符号的字节读取和写入指令。

增加了处理器的系统模式（特权模式）。在该模式下，使用的是用户模式下的寄存器。

为结构定义的操作预留一些SWI（软中断指令）空间

ARMv4和ARMv4T结构的处理器得到了广泛的应用。SA-110、SA-1110等是基于ARMv4的；

对应的 CPU 有：ARM7TDMI、ARM720T、 ARM9TDMI、ARM940T、ARM920T、Intel的StrongARM等是基于ARMv4T版本。

(4) ARMv5 包括v5TE和v5TEJ ，v5TE在v5T的基础上增加了信号处理（DSP）指令集，v5TEJ除了具备v5T的功能外，还可以执行JAVA字节代码，是在ARM上执行JAVA指令的效率提高了5-10倍，并且降低了功耗。

对应的 CPU 有：

ARMv5TE指令集：ARM9-E-S，ARM966-E-S，ARM1020-E，ARM1022-E，ARM940-T

ARMv5EJ指令集：ARM926-EJ-S，ARM7-EJ-S，ARM1026-EJ-S

(5) ARMv6 首次增加 SIMD，升级为 Thunmb-2，首次增加TrustZone;

ARMv6是2001年发布的。其目标是在有效的芯片面积上为嵌入式系统提供更高的性能。

对应 CPU 有：ARM1136-J(F)-S，ARM1156-J(F)-S，ARM1176-J(F)-S，ARM11 MPCore

ARMv6是ARM进化史上的一个重要里程碑：从那时候起，许多突破性的新技术被引进，存储器系统加入了很多的崭新的特性，单指令流多数据流（SIMD）指令也是从v6开始首次引入的。而最前卫的新技术，就是经过优化的Thumb‐2指令集，它专为低成本的单片机及汽车组件市场。

(6)ARMv7 首次增加 M(长乘法指令)，NEON(DSP+SIMD),2004年发布了新的ARMv7体系结构。在这个版本中，内核架构首次从单一款式变成3种款式。

CPU 系列名字为“Cortex”，分为了3个款式：A、R、M & SC;

(6.1)A 系列，支持大型嵌入式系统，如手机;

节能：A5，A7

平衡：A8，A9

性能：A15，A17

(6.2)R 系列，Real-time 处理器，即执行一个指令段的耗时是固定时钟周期数，用于高端的嵌入式系统，尤其是那些带有实时要求的--又要快又要实时。

用于比如汽车控制，这种不允许随机执行时间的应用

功能安全：R4，R5

存储、调制解调：R7，R8

(6.3)M 系列，单片机市场，抢8051的生意;

超低的功耗、面积：M0，M0+

平衡：M3，M4，M7

(6.4)SC(SecurCore)系列，主打“安全”，面向支付、政府、SIM 卡

SC000，SC300;

(7)ARMv8 首次增加指令集A64，可执行64位指令;可在 32位和 64位之间切换;是ARM公司为满足新需求而重新设计的一个架构，是近20年来，ARM架构变动最大的一次。它引入的Execution State、Exception Level、Security State等新特性，已经和我们对旧的ARM架构的认知，有很大差距了。

(7.1)A 系列，

节能：A32，A35

平衡：A53，

性能：A57，A72，A73