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arm cpu工作原理

生活 更新时间:2024-12-04 18:53:31

arm cpu工作原理(掃盲貼ARMCPU)1

ARM公司标志

  ARM(Advanced RISC Machine):高級精簡指令集處理器。ARM既是一家公司的名字,也是該公司的處理器的名字。ARM公司主要通過賣芯片體系架構和指令集盈利,主要的收入來自于授權和版稅。ARM處理器使用的是精簡指令集,相對于電腦上用的x86架構處理器所使用的複雜指令集,精簡指令集在低功耗方面做得十分出色,因此非常适合用于手機等便攜式設備。而複雜指令集的優點在于其優異的性能。

  CPU(central processing unit):中文叫做中央處理單元,是一台計算機的運算和控制核心。CPU的内部又可以分為好多個單元,如算術邏輯單元(ALU)、通用寄存器組、系統狀态寄存器、指令譯碼器等…其實即使我們不知道CPU的内部組成也不影響我們理解CPU的作用。它就好比人的大腦,我們一切的思想,動作都是由大腦控制的。CPU是計算機系統的重要組成部件。

  外設(Peripheral):外部設備,這是相對于CPU來說的,不屬于CPU内部的部件,比如UART控制器、LCD控制器、DDR控制器、SPI、IIC收發器等…很早期的計算機系統中,CPU是一顆單獨的芯片,UART控制器等外設也是獨立的芯片,這些外設通過CPU的外部總線來和CPU挂接在一起。現在的外設和CPU都已經集成在一塊芯片上了,這就是下面要說的SoC。外設的叫法是相對CPU來說的,而不是相對芯片封裝來說的。所以在SoC中,各個外設雖然都在一顆芯片裡面,也仍然叫做外設。

  SoC(System on Chip):中文叫做片上系統,近些年來頻頻進入大衆的視野,尤其是每當我們要買手機時我們通常都會關心這款手機用的是哪款SoC。SoC是在CPU的基礎上發展起來的,現在已經沒有純粹的CPU了,都已經往SoC方向發展了,即使是電腦的CPU本質上也已經是SoC了,隻是我們保留了CPU的叫法。CPU往SoC方向發展是一個必然,要知道一個計算機系統光光有CPU是不夠的,還需要挂接許多的外設,比如要想驅動液晶屏幕就需要LCD控制器。如果這些外設全都設計成單獨的芯片而不是和CPU集成在一塊芯片上,那我們手上的手機體積和功耗上恐怕要大許多倍。将CPU和外設集成為一顆SoC既方便了計算機硬件的設計,也減低了成本、體積和功耗。

arm cpu工作原理(掃盲貼ARMCPU)2

使用ARM核的SoC

  了解了CPU、外設、SoC的區别後,我們就能理解ARM公司賣的是什麼了。ARM公司所出售的正是CPU的設計。各個SoC廠家買來ARM的授權後,就可以使用ARM的CPU設計藍圖,然後再加上自己的外設,有能力的公司甚至可以修改ARM的CPU内核,這樣做出來的SoC就是各廠家自己的産品了。

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