ARM系列单片机

ARM系列是英国先进RISC机器公司的产品。第一个基于RISC指令集的ARM芯片是在1985年开始设计的，采用的是典型的32位RISC体系结构，其指令拥有4位的寄存器地址域，可以访问RO～R15这16个寄存器。而其他的寄存器只有在特殊的情况下才可以访问到。

ARM使用了标准的、固定长度的32位指令格式，所有的ARM指令使用了4位的条件码来决定该指令是否应当执行。这种方式可以解决一些条件分支的问题，从而对代码的密度和性能都有好处，编译也因此可以显示控制指令的执行。

由于体系结构设计以及器件技术上的特点，可以使得ARM处理器可以与一些复杂得多的微处理器相抗衡，特别是在需要很少能耗的嵌入式处理场合。

ARM公司成立于1990年。在ARM7中，将ARM体系结构完全扩展到32位（原来的ARM处理器只有26位的地址空间），并将主频提升到40MHz，另外还集成了TD251N08.html" target="_blank" title="TD251N08">TD251N08一个8KB的Cache。比较有趣的是，ARM7可以支持一种称为Thumb的模式，可以运行新的16位指令。

这主要是通过在ARM7芯片的指令预取阶段增加一个硬件，完成Thumb指令到正常的32位RISC指令来达到目的。通过副入Thumb模式，可以使得只需要付出很少的硬件代价，就可以将代码的密度提升大约25%～35%，并使得运行更为迅速。

1995年，ARM、Apple、DEC公司联合声明将开发一种用于PDA的高性能、低功耗的微处理器，主要是基于ARM体系结构。DEC将自己在MPU设计上的优势带入ARM芯片设计中。一年后，StrongARMSA-110问世了，并成为嵌入式微处理器设计的一个里程碑。

StrongARMSA-110可以工作在200MHz，而能耗不到1W。在体系结构上Strong-ARM将原来ARM中的3级流水线扩展到5级；在器件工艺上，大量采用了最新的体系结构和器件技术，大大降低了芯片工作时的能耗。

1997年，Intel接管了StrongARM，并开发了几个后续产品。1998年，Intel开始用0.18tLm工艺生产StrongARM处理器。在1999年度嵌入式微处理器论坛上，Intel宣布将在其第2代StrongARM中采用7级流水线，并在0.18lum工艺条件下，达到600MHz的速度，而能耗将仅仅为不到0.5W，同时，将新的微处理器命名为StrongARMXScale。

ARM9EJ是ARM9E茌Java支持上的增强版本。它采用了类似Thumb的机制，通过很少的硬件代价，可以使大多数Java虚拟机字节码可以加速执行，更为复杂的Java虚拟机字节码可以通过软件的方式执行。这样，可以使得Java虚拟机字节码的执行速度提升了大约8倍。这对于嵌入式场合的Java应用无疑是极其有效的。

ARM的成功在于它极高的性能以及极低的能耗，使得它能够与高端的MIPS和Power-PC嵌入式微处理器相抗衡。这是根据市场需要进行的功能扩展，也是ARM取得成功的一个重要因素。随着更多厂商的支持和加入，可以预见，在将来一段时间之内，ARM仍将主宰32位嵌入式微处理器市场。

ARM取得了极大的成功，世界上几乎所有主要的半导体厂商都从ARM公司购买ARMISA许可。目前，ARM系列芯片已经广泛应用于移动电话、手持式计算机以及各种各样的嵌入式应用领域，成为世界上销量最大的32位微处理器。ARM也在向64位微处理器的方向发展。

目前，可以提供ARM芯片的著名欧美半导体公司有Intel、TI、三星、Freescale、飞利浦、意法、亿恒、科胜讯、ADI、安捷伦、高通、ATMEL、Intersil、Alcatel、Altera、CirrusLogic、Link-up、Parthus、LSIlogic、Micronas,SiliconWave、Virata、Portalplayerlnc.、NetSilicon,Parthus.

日本的许多著名半导体公司如东芝、三菱、爱普生、富士通、松下等公司较早期都大力投入开发了自主的32位CPU结构，但现在都转向购买ARM公司的芯核进行新产品设计。由于他们购买ARM版权较晚，现在还没有可以销售的ARM芯片，而OKI、NEC、AKM、OAK、Sharp、Sanyo、Sony、Rohm等日本半导体公司目前都已经批量生产了ARM芯片。韩国的现代半导体公司也生产提供ARM芯片。另外，国外也有很多设备制造商采用ARM公司的芯核设计自己的专用芯片，如美国的IBM、3COM和新加坡的创新科技等。我国台湾地区可以提供ARM芯片的公司有台积电、台联电、华邦电子等。其他已购买ARM芯核，正在设计自主版权专用芯片的大陆公司有华为通讯和中兴通讯等。