系统移植—1.0 ARM历史和体系
一、ARM公司起源
严格的讲，ARM即表示公司也表示处理器。这里我们讨论的是ARM公司的历史。
1978年12月，奥地利籍物理学博士Hermann Hauser和工程师Chris Curry在英国剑桥创办了CPU公司，全称Cambridge Processing Unit，字面意思是剑桥处理器单元。创立之初的主要业务是设计供应基于微处理器的电子设备。
1979年，CPU成立了Acorn Computer来专门负责基于SC/MP处理器产品的开发，同时CPU还成立了其他的公司来负责其他的业务。随着时间的推移，Acorn逐渐接手了产品开发工作，CPU转变为了控股公司。不久后Acorn推出了一款为工程和实验室用户设计的半专业计算机系统，售价非常的低廉，即Acorn System1，有点类似于现在的树莓派。但是创始人不满足于此，准备启动面向消费市场的Atom项目，Atom上市后，Acron又推出了代号为Proton的计算机，它使用16位处理器来替代8位处理器，并具备强大扩展能力。
1980年初，英国BBC准备推出计算机科普节目，并打算购买与节目配套的电脑，最开始的时候BBC并没有选择Acorn公司的Proton，奈何其他公司因为各种原因无法按期交货，故BBC只好另寻出路，此时Acorn借机把Proton推销给了BBC，Proton被命名为BBC Micro，与1981年12月发布，并大受欢迎。
Acorn准备基于BBC Micro继续向消费商用市场发力，他们想替换原6502处理器，但是在1983年，还是没有找到合适的处理器，例如摩托罗拉的16位芯片太慢太贵，执行速度慢，中断响应时间太长，同时一台500英镑的电脑，处理器就占到了100英镑。最后他们找到了如日中天的Intel，希望对方能提供一些80286处理器的设计资料和样品，然而Intel拒绝了他们。
Acorn决定自行研发一款新的处理器，美国加州大学伯克利分校的RISC-精简指令集，恰好满足他们的设计要求。1983年10月，Acorn RISC Machine计划正式开始，这就是ARM处理器的由来，来自剑桥大学的计算机科学家Sophio Wilson和Steve Furber在1985年完成了微处理器的设计，这是一款32位，6MHz的处理器，被命名为ARM1。这款芯片主要作为评估用，并以此开发了ARM2，ARM3。不幸的是不久后电脑产品的寒冬来临，需求下降，Acorn面临严重的财政问题，同期的苹果也无法幸免。
在1990年11月，苹果与Acron合作开发ARM处理器，并专门成立一家新公司来完成开发计划，也叫ARM，但是全称是Advanced RISC Machines。ARM公司与ARM芯片的差别在于A上，前者为Advanced，后者为Acorn。
在最开始的几年，ARM公司不仅开发ARM处理器，还同时研发一些基于ARM处理器的产品，但是业绩平平，一直没有起色。于是ARM开始尝试授权的方式，1991年，将产品授权给GEC Plessey半导体公司，1993年，授权给TI，随着与越来越多的公司合作，ARM也逐渐坚定了授权的决心。1993年，苹果推出掌上电脑Newton，里面用的就是ARM6芯片。终于，ARM迎来了黄金机遇，移动电话的时代来临了，第一个大客户就是诺基亚，基于ARM处理器的诺基亚6110，一上市就取得了极大的成功。1998年4月17日，ARM在伦敦和纳斯达克同时上市。
如今ARM已经占据移动设备市场90%以上的份额，就连window也已经支持ARM架构。2016年，软银集团以309亿美元收购了ARM。
二、ARM处理器家族
自Acorn推出了ARM1处理器后，又不断推出新的ARM产品，一直持续到ARM11。从ARM1-ARM11，其中共经历了ARMv1-ARMv6这几种体系架构。
如下图所示，这些处理器可以统称为ARM经典处理器。1991年发布ARM6，1994年发布ARM7，1996年发布ARM8，1997年发布ARM9，2000年发布ARM10，2002年发布ARM11。
而从ARM11芯片、ARMv6架构以后，从ARMv7架构开始，大概在2004年，ARM处理器的命名方式发生了变化，不再以ARM+数字的形式，而是改为了Cortex，并分为3个系列，分别为Cortex-A（Application），Cortex-M（Microcontroller），Cortex-R（Real-time）。虽然架构的命令方式没有太大的变化，但是也分为了3个系列，ARMv7-A，ARMv7-M，ARMv7-R。
下图是自ARM11以后的ARM产品。
2005年发布Cortex-A8，2007年发布Cortex-A9，2009年发布Cortex-A5，2010年发布Cortex-A15，2011年发布Cortex-A7。可以看出并不是数字越靠前，年份就越靠前。但是一般情况下，年份靠后的要比年份靠前的性能要好，例如Cortex-A7的性能要优于Cortex-A8。
2011年11月，ARM发布了首款支持64bit的架构ARMv8，并在2012年推出基于ARMv8架构的处理器，2017年，ARM发布了ARMv8.2。
如下图所示，不同系列的Cortex-A又细分了不同的领域。
2021年3月，ARM发布ARMv9架构。
三、杂谈
CortexM的目标是单片机领域，即深度嵌入式，ARM公司想通过M系列占据单片机市场，它确实做到了，即便在8位机领域，M系列基本已经是性能最强功耗最低。
CortexA的目标是高性能领域，比如手机处理器，CortexA9就是该系列比较有名的处理器。而高通公司，它和ST公司一样，拿到CortexA系列的内核后，添加自己的外设，“骁龙”这块响当当的处理器就是这么来的。
由此也可以看出来，ST公司主打深度嵌入式市场，即低端市场，高通公司主打高性能领域，即高端市场。他们有联系，又有区别。
上面提了这么多Cortex的处理器，但是他们只是处理器，许多处理器基于同一种架构，目前的常见的架构为ARMv7和ARMv8，根据A、R、M的划分又可以分为ARMv7-A，ARMv7-R和ARMv7-M，ARMv8也是如此。CortexM4就是基于ARMv7-M架构，同时CortexM3也是基于ARMv7-M架构。
处理器又包括指令集，不同的处理器包括的指令集不同，比如CortexM4比CortexM3多了DSP和Float指令集。而指令集又可以分为两大类：ARM指令集和Thumb指令集。Thumb指令集只是ARM指令集的一个子集，并且不是一个完整的指令集，即一个处理器中不可能只有Thumb指令集，比如进入异常，必须依赖ARM指令集。
最后举个例子，华为Mate8手机，处理器为海思的麒麟950，它采用了CortexA72+CortexA53的八核架构，当然上面还有其他的外设，如：GPU，Wifi，基带等等，CortexA72基于ARMv8-A 64位架构。
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