嵌入式ARM處理器的優(yōu)勢分析

隨著物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等新興技術(shù)的發(fā)展，各種新型微處理器的出現(xiàn)和應(yīng)用的不斷深化，嵌入式系統(tǒng)在后PC時代得到了空前的發(fā)展。對于如今大量出現(xiàn)的32位嵌入式應(yīng)用， ARM嵌入式技術(shù)廣泛地使用在許多嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)。這與ARM處理器的眾多優(yōu)勢是分不開的。

　　高性能、低功耗、低價格

　　把ARM處理器的性能拿來和一些著名的通用處理器（如Pentium）相比是不合適的，因?yàn)樗麄兏髯葬槍Φ膽?yīng)用需求是不同的。Pentium處理器采用多條指令流水線的超標(biāo)量結(jié)構(gòu)，追求通用應(yīng)用目標(biāo)下的超強(qiáng)性能，功耗大，可以用散熱器加風(fēng)扇散熱。ARM針對嵌入式應(yīng)用，在滿足性能要求的前提下，力求最低的功率消耗。ARM結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是能兼顧到性能、功耗、代碼密度、價格等幾個方面，而且做得比較均衡。在性能/功耗比（MIPS/W）方面，ARM處理器具有業(yè)界領(lǐng)先的性能?；?/span>ARM核的芯片價格也很低，目前arm CortexM的芯片價格可低至10元人民幣左右。

　　豐富的可選擇芯片

　　ARM只是一個核，ARM公司自己不生產(chǎn)芯片，采用授權(quán)方式給半導(dǎo)體生產(chǎn)商。目前，全球幾乎所有的半導(dǎo)體廠家都向ARM公司購買了各種ARM核，配上多種不同的控制器（如LCD控制器、SDRAM控制器、DMA控制器等）和外設(shè)、接口，生產(chǎn)各種基于ARM核的芯片。目前，基于ARM核的各種處理器型號有好幾百種，在國內(nèi)市場上，常見的有ST、TI、NXP、Atmel、Samsung、OKI、Sharp、Hynix、Crystal等廠家的芯片。用戶可以根據(jù)各自的應(yīng)用需求，從性能、功能等方面考察，在許多具體型號中選擇最合適的芯片來設(shè)計(jì)自己的應(yīng)用系統(tǒng)。由于ARM核采用向上兼容的指令系統(tǒng)，用戶開發(fā)的軟件可以非常方便地移植到更高的arm平臺。

　　廣泛的第三方支持

　　以如今的技術(shù)，設(shè)計(jì)一個處理器并非難事，但要使這個處理器得到大家認(rèn)可，并取得市場成功卻是非常困難的，其中涉及許多技術(shù)與非技術(shù)的因素和環(huán)節(jié)，還包括時機(jī)、運(yùn)氣。因?yàn)楝F(xiàn)在許多產(chǎn)品的開發(fā)，不是一個簡單的處理器加幾百條指令、語句就可以解決的。要用到32位處理器，一般都要有編譯器、高效的開發(fā)工具（仿真器及調(diào)試環(huán)境）、操作系統(tǒng)、協(xié)議棧等，這些東西都不是一個芯片生產(chǎn)商可以解決的，而需要許多第三方的支持。這就像一粒種子，需要土壤、空氣、水等環(huán)境才能發(fā)芽、成長。這也是我們的一些“中國芯”該反思之處。

　　ARM通過近20年的培育、發(fā)展，得到了廣泛的第三方合作伙伴支持。目前，除通用編譯器GCC，ARM有自己的高效編譯、調(diào)試環(huán)境（MDK、Keil），全球約有50家以上的實(shí)時操作系統(tǒng)（RTOS）軟件廠商和30家以上的EDA工具制造商，還有很多高效率的實(shí)時跟蹤調(diào)試工具的廠商，對ARM提供了很好的支持。用戶采用arm處理器開發(fā)產(chǎn)品，既可以獲得廣泛的支持，也便于和同行交流，加快開發(fā)進(jìn)度，縮短產(chǎn)品的上市時間。

　　完整的產(chǎn)品線和發(fā)展規(guī)劃

　　ARM核根據(jù)不同應(yīng)用需求對處理器的性能要求，有一個從ARM7、ARM9到ARM10、ARM11，以及新定義的CortexM/R/A系列完整的產(chǎn)品線。前幾年應(yīng)用較多的主要是基于V4架構(gòu)的ARM7TDMI、ARM720T、ARM920T核的一些處理器芯片，如NXP的LPC2000系列、ST的STR7/9系列、Atmel 的AT91系列和Samsung的S3C系列。近兩年，arm Cortex系列以更好的性能、更低的價格得到快速推廣，典型的就是基于CortexM3的STM32系列。

　　ARM CortexM/R/A系列分別針對不同的應(yīng)用領(lǐng)域。M系列主要面向傳統(tǒng)微控制器（MCU/單片機(jī)）應(yīng)用，這類應(yīng)用面很廣，要求處理器有豐富的外設(shè)，并且各方面比較均衡；R系列強(qiáng)調(diào)實(shí)時性，主要用于實(shí)時控制，如汽車引擎；A系列面向高性能、低功耗應(yīng)用系統(tǒng)，如智能手機(jī)。選用ARM處理器進(jìn)行開發(fā)，技術(shù)積累性較強(qiáng)，生命周期長，設(shè)計(jì)重用度高，不易被淘汰。用戶在選擇ARM處理器時，可以針對應(yīng)用需求，從大量的arm芯片中選用滿足性能、功能要求的產(chǎn)品，以獲得較好的性價比。

發(fā)展到如今，ARM芯片甚至在對運(yùn)算速度要求更高的的上網(wǎng)本、平板電腦也大有跟Intel的ATOM處理器一較高低的實(shí)力，蘋果iPad就是采用的ARM深度定制的一款處理器架構(gòu)，其它還有很多運(yùn)行著Android系統(tǒng)的平板產(chǎn)品、智能手機(jī)產(chǎn)品等也都采用ARM體系結(jié)構(gòu)的處理核心。

來源：極客頭條