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嵌入式ARM處理的優勢分析

隨著物聯網、人工智能等新興技術的發展,各種新型微處理器的出現和應用的不斷深化,嵌入式係統在後PC時代得到了空前的發展。對於如今大量出現的32位嵌入式應用, ARM嵌入式技術廣泛地使用在許多嵌入式係統設計。這與ARM處理器的眾多優勢是分不開的。

ARM嵌入式開發.jpg

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,因為他們各自針對的應用需求是不同的。Pentium處理器采用多條指令流水線的超標量結構,追求通用應用目標下的超強性能,功耗大,可以用散熱器加風扇散熱。ARM針對嵌入式應用,在滿足性能要求的前提下,力求最低的功率消耗。ARM結構的優點是能兼顧到性能、功耗、代碼密度、價格等幾個方麵,而且做得比較均衡。在性能/功耗比(MIPS/W)方麵,ARM處理器具有業界領先的性能。基於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隻是一個核,ARM公司自己不生產芯片,采用授權方式給半導體生產商。目前,全球幾乎所有的半導體廠家都向ARM公司購買了各種ARM核,配上多種不同的控製器(如LCD控製器、SDRAM控製器、DMA控製器等)和外設、接口,生產各種基於ARM核的芯片。目前,基於ARM核的各種處理器型號有好幾百種,在國內市場上,常見的有ST、TI、NXP、Atmel、Samsung、OKI、Sharp、Hynix、Crystal等廠家的芯片。用戶可以根據各自的應用需求,從性能、功能等方麵考察,在許多具體型號中選擇最合適的芯片來設計自己的應用係統。由於ARM核采用向上兼容的指令係統,用戶開發的軟件可以非常方便地移植到更高的arm平台。

廣泛的第三方支持

以如今的技術,設計一個處理器並非難事,但要使這個處理器得到大家認可,並取得市場成功卻是非常困難的,其中涉及許多技術與非技術的因素和環節,還包括時機、運氣。因為現在許多產品的開發,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、高效的開發工具(仿真器及調試環境)、操作係統、協議棧等,這些東西都不是一個芯片生產商可以解決的,而需要許多第三方的支持。這就像一粒種子,需要土壤、空氣、水等環境才能發芽、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、發展,得到了廣泛的第三方合作夥伴支持。目前,除通用編譯器GCC,ARM有自己的高效編譯、調試環境(MDK、Keil),全球約有50家以上的實時操作係統(RTOS)軟件廠商和30家以上的EDA工具製造商,還有很多高效率的實時跟蹤調試工具的廠商,對ARM提供了很好的支持。用戶采用arm處理器開發產品,既可以獲得廣泛的支持,也便於和同行交流,加快開發進度,縮短產品的上市時間。

完整的產品線和發展規劃

ARM核根據不同應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係列完整的產品線。前幾年應用較多的主要是基於V4架構的ARM7TDMI、ARM720T、ARM920T核的一些處理器芯片,如NXP的LPC2000係列、ST的STR7/9係列、Atmel 的AT91係列和Samsung的S3C係列。近兩年,arm Cortex係列以更好的性能、更低的價格得到快速推廣,典型的就是基於CortexM3的STM32係列。

ARM CortexM/R/A係列分別針對不同的應用領域。M係列主要麵向傳統微控製器(MCU/單片機)應用,這類應用麵很廣,要求處理器有豐富的外設,並且各方麵比較均衡;R係列強調實時性,主要用於實時控製,如汽車引擎;A係列麵向高性能、低功耗應用係統,如智能手機。選用ARM處理器進行開發,技術積累性較強,生命周期長,設計重用度高,不易被淘汰。用戶在選擇ARM處理器時,可以針對應用需求,從大量的arm芯片中選用滿足性能、功能要求的產品,以獲得較好的性價比。

發展到如今,ARM芯片甚至在對運算速度要求更高的的上網本、平板電腦也大有跟Intel的ATOM處理器一較高低的實力,蘋果iPad就是采用的ARM深度定製的一款處理器架構,其它還有很多運行著Android係統的平板產品、智能手機產品等也都采用ARM體係結構的處理核心。以朗銳智科(www.lrist.com)十年來嵌入式開發定製的過程可見ARM體係結構在移動電子消費品市場無與倫比的優勢。

最後更新:2017-07-28 12:02:40

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