各ARM體系結構版本區(qū)別!

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各ARM體系結構版本區(qū)別

 

　　ARM體系結構從最初開發(fā)到現(xiàn)在有了很大的改進，并仍在完善和發(fā)展。
　　為了清楚地表達每個ARM應用實例所使用的指令集，ARM公司定義了6種主要的ARM指令集體系結構版本，以版本號V1～V6表示。

 
ARM版本Ⅰ： V1版架構
該版架構只在原型機ARM1出現(xiàn)過，只有26位的尋址空間，沒有用于商業(yè)產(chǎn)品。
其基本性能有:
基本的數(shù)據(jù)處理指令（無乘法）；
基于字節(jié)、半字和字的Load/Store指令;
轉(zhuǎn)移指令，包括子程序調(diào)用及鏈接指令；
供操作系統(tǒng)使用的軟件中斷指令SWI；
尋址空間：64MB（226）。
 
ARM版本Ⅱ： V2版架構
該版架構對V1版進行了擴展，例如ARM2和ARM3（V2a）架構。包含了對32位乘法指令和協(xié)處理器指令的支持。
版本2a是版本2的變種，ARM3芯片采用了版本2a，是第一片采用片上Cache的ARM處理器。同樣為26位尋址空間，現(xiàn)在已經(jīng)廢棄不再使用。
V2版架構與版本V1相比，增加了以下功能：
乘法和乘加指令；
支持協(xié)處理器操作指令；
快速中斷模式；
SWP/SWPB的最基本存儲器與寄存器交換指令;
尋址空間：64MB。
 
ARM版本Ⅲ ： V3版架構
ARM作為獨立的公司，在1990年設計的第一個微處理器采用的是版本3的ARM6。它作為IP核、獨立的處理器、具有片上高速緩存、MMU和寫緩沖的集成CPU。
變種版本有3G和3M。版本3G是不與版本2a向前兼容的版本3，版本3M引入了有符號和無符號數(shù)乘法和乘加指令，這些指令產(chǎn)生全部64位結果。
V3版架構（ 目前已廢棄 ）對ARM體系結構作了較大的改動：
尋址空間增至32位（4GB）；
當前程序狀態(tài)信息從原來的R15寄存器移到當前程序狀態(tài)寄存器CPSR中（Current Program Status Register）;
增加了程序狀態(tài)保存寄存器SPSR（Saved Program Status Register）；
增加了兩種異常模式，使操作系統(tǒng)代碼可方便地使用數(shù)據(jù)訪問中止異常、指令預取中止異常和未定義指令異常。；
增加了MRS/MSR指令，以訪問新增的CPSR/SPSR寄存器；
增加了從異常處理返回的指令功能。
 
ARM版本Ⅳ ： V4版架構
V4版架構在V3版上作了進一步擴充，V4版架構是目前應用最廣的ARM體系結構，ARM7、ARM8、ARM9和StrongARM都采用該架構。
V4不再強制要求與26位地址空間兼容，而且還明確了哪些指令會引起未定義指令異常。
指令集中增加了以下功能：
符號化和非符號化半字及符號化字節(jié)的存/取指令；
增加了T變種，處理器可工作在Thumb狀態(tài)，增加了16位Thumb指令集；
完善了軟件中斷SWI指令的功能；
處理器系統(tǒng)模式引進特權方式時使用用戶寄存器操作;
把一些未使用的指令空間捕獲為未定義指令
 
ARM版本Ⅴ ： V5版架構
V5版架構是在V4版基礎上增加了一些新的指令，ARM10和Xscale都采用該版架構。
這些新增命令有：
帶有鏈接和交換的轉(zhuǎn)移BLX指令；
計數(shù)前導零CLZ指令；
BRK中斷指令；
增加了數(shù)字信號處理指令（V5TE版）； 為協(xié)處理器增加更多可選擇的指令；
改進了ARM/Thumb狀態(tài)之間的切換效率；
E---增強型DSP指令集，包括全部算法操作和16位乘法操作；
J----支持新的JAVA，提供字節(jié)代碼執(zhí)行的硬件和優(yōu)化軟件加速功能。
 
ARM版本Ⅵ ： V6版架構
V6版架構是2001年發(fā)布的，首先在2002年春季發(fā)布的ARM11處理器中使用。在降低耗電量地同時，還強化了圖形處理性能。通過追加有效進行多媒體處理的SIMD(Single Instruction, Multiple Data，單指令多數(shù)據(jù) )功能，將語音及圖像的處理功能提高到了原型機的4倍。
此架構在V5版基礎上增加了以下功能：
THUMBTM：35%代碼壓縮；
DSP擴充：高性能定點DSP功能；
JazelleTM：Java性能優(yōu)化，可提高8倍；
Media擴充：音/視頻性能優(yōu)化，可提高4倍