ARM架构相关学习概括总结

时间 2019-11-22

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ARM做为一个生态不只提供了CPU Core，还提供了一系列相关的IP，好比GIC、MMU、AMBA、CoreLink、CoreSight、Mali等等。html

其余还包括Debug工具、开发工具、IDE等等。服务器

对于整个ARM生态的架构创建一个概观，而后清除某一模块在整个生态中的位置，以及与其余模块的关系，对于理解本模块很是重要。网络

对于创建全局观，也是有益的。因此花点时间，浏览一下ARM支持文档，也就有意义了。架构

1. Core的指令集、A/R/M系列以及处理器型号

首先最底层的指令集有ARM(32/64位)、Thumb、Thumb-2。jsp

根据不一样应用场景，定义了不一样的Profile，分别是Application、Realtime、Microcontroller三种。这三种配置和不一样的指令集版本交叉，造成了不一样的体系架构基础。ide

包括ARMv8-A、ARMv8-M、ARMv7-A、ARMv7-R、ARMv7-M、ARMv6-M、ARMv四、ARMv5等等。工具

在不一样的体系架构下面，又有不一样的细分产品。主要分为三大类Cortex-A、Cortex-R和Cortex-M。post

其中Cortex-A系列是最你们族，包括Cortex-A五、Cortex-A九、Cortex-A5三、Cortex-A72等等。性能

Cortext-R系列包括Cortex-R四、Cortex-R五、CortexR8等等。开发工具

Cortex-M系列包括Cortex-M0、Cortex-M3等等。

以Cortex-A53为例，支持ARM(32/64)、Thumb、Thumb-2三种指令集，属于v8版本指令集，使用A Profile。

	A Profile	R Profile	M Profile
ARMv8	ARMv8-A		ARMv8-M
ARMv7	ARMv7-A	ARMv7-R	ARMv7-M (Cortex-M3)
ARMv6			ARMv6-M (Cortex-M0)
ARMv4/5	(ARM7/ARM9/ARM10等等)

2. GIC中断控制器

A53 Reference Manual中存在GIC CPU Interface，这部分GICv4架构定义的。除了GIC CPU Interface，整个GIC的实现还包括GIC Distributor、和外设中断线接口等等。

GIC架构有GIVv二、GICv三、GICv4等版本，这些架构的实现有GIC-400、GIC-500、GIC-500等等。

下面以GIC-500为例，GIC-500支持128核，只支持ARMv8架构，而且实现了标准GIC CPU Interface的CPU核。它实现了GICv3/4架构的GICv3部分。

3. MMU内存管理单元

MMU是内存管理单元，是虚拟地址和物理地址的桥梁。MMU架构版本包括Version1.0、Version 2.0、Version 3.0 and 3.1。

MMu的实现包括MMU-400、MMU-40一、MMU-500。

4. AMBA(Advanced Microcontroller Bus Architecture)

AMBA是SoC内功能块链接和管理总线的总称，包括APB、AHB/APB-Lite、AXI、ACE等等。

协议的版本包括AMBA二、AMBA3(ATB/APB/AHB-Lite/AXI)、AMBA4(AXI/ACE/APB4/ATB4/AXI4/AXI4-Stream)、AMBA5(AHB5/CHI)。

APB：Advanced Peripheral Bus，用于低带宽的外设之间的链接。

AHB/AHB-Lite：Advanced High Performance Bus，用于高速器件之间的链接，好比DMA、DRAM等等。

AXI：Advanced eXtensible Interface，用于SoC中多主从链接。

ATB：Advanced Trace Bus，用于芯片建传输Trace数据。

ACE：AXI Coherency Extensions，多用于big.LITTLE架构。

CHI：Coherent Hub Interface，多用于服务器与网络应用所须要的高可扩展性SoC。

5. MALI图形处理器

MALI是ARM提供的GPU，包括高性能的G7二、G7一、T760、T860；高效率的G5一、T820、T720；低功耗的Mali-400、Mali-450、Mali-470。

MALI系列IP除了GPU，还包括Display Processing(Mali-DP500、Mali-DP550、Mali-DP650、Mali-DP71)、Video Processing(Mali-V500、Mali-V550、Mali-V61)、Camera (Mali-C71)等等图形与多媒体IP。

6. CoreLink控制器和外设

CoreLink是一系列控制器和外设的总称，处理上面介绍的GIC和MMU以外，还包括DMA、DMC、NIC、L2 Cache等等。

DMAC(DMA Controller)：DMA控制器，包括DMA-330。

L2C Controller：L2 Cache的控制器，包括L2C-2十、L2C-220、L2C-310。

下表典型的L1/L2/L3/L4大小与读取时间表：

DMC(Dynamic Memory Controller)：动态内存控制器，也即DDR颗粒的控制器，包括DMC-34x、DMC-400、DMC-500、DMC-520、DMC-620。

SMC(Static Memory Controller)：静态存储控制器，支持SRAM、NAND的控制器。包括SMC-35x。

CCI(Cache Coherent Interconnect)：保证互联Cache一致性，包括CCI-400、CCI-500CCI-550。

CCN(Cache Coherent Network)：包括CCN-50二、CCN-50四、CCN-508。

NIC(Network Interconnect)：包括NIC-30一、NIC-400、NIC-450。

7. CoreSight和ETM

CoreSight主要用于SoC的跟踪和调试，提升系统对外的可见性。

ETM(Embedded Trace Macrocell)是嵌入式跟踪宏单元，提供跟踪指令/数据的跟踪功能。