关于Arm架构

嵌入式 arm

简述

Arm架构是一个load-store类型的架构，地址范围取决于你所使用的是32-bit还是64-bit的架构。

ARM处理器是典型的RISC指令集处理器，其特点就是任何的内存访问只能通过load和store指令进行。数据处理指令只会操作在寄存器组上的数据。

Armv8是下一代的主架构，其是由Armv7迭代而来。它是一个64位的架构，但同时也兼容32位，因此它有两种执行状态。

AArch32

在AArch32的状态下，代码能够访问32位通用寄存器。代码执行在AArch32状态下只能使用A32和T32指令集，这个状态可以最大程度兼容Armv7-A架构。

同时在AArch32执行状态下又可以细分为A32的执行状态和T32的执行状态，这是由执行代码使用的指令集所决定的。
AArch64

在AArch64状态下，代码能够访问64位通用寄存器。这个状态是Armv8架构独有的状态，代码执行也只能使用A64指令集。

A32指令由32位指令字长。T32指令既包含32位指令字长的指令又包含16位指令字长的指令。

A32指令集提供了一个综合全面的操作集。在A32指令集中，一条指令可以实现大多数功能，但是一些操作需要多条指令配合。T32指令集则可以提供更紧凑的代码实现。

T32指令集中的32位和16位组合起来所提供的指令操作几乎和A32指令集一模一样。但因为T32指令集得益于其更紧凑的代码结构，因此可以达到比A32代码更高的性能。

Arm6-M、Armv7-M、Armv8-M架构都不支持A32指令集。在这些架构下，绝对不要尝试将运行状态改到A32的执行状态。Armv7-A、Armv7-R、Armv8-A和Armv8-R架构同时支持A32和T32指令集。

在Armv8架构中，A32和T32指令集于Armv7架构相比大部分没有改变。但是它们指令运行在AArch32下。主要的改变是在Armv8中添加了一些新的指令，同时也废弃了一些指令操作。

Armv8中也定义了一个可选的Crypto Extension。这个扩展提供了用于图像加密和Hash的A32指令。

A64指令也是32位字长指令。

Armv8中介绍了一种新的32位字长的指令集A64，这种指令集拥有一种新的编码方式和汇编语言。A64指令集也仅可运行于AArch64的状态下。它提供了A32和T32指令集的功能的同时增加了虚拟地址的可寻址范围，同时还有一些其它的更改，包括减少了条件判断。

当然，Crypto Extension这个Armv8的可选扩展体提供了相应的A64指令操作。

Advanced SIMD是一个64位与128位混合的单指令多数据技术，被用在高端的媒体和信号处理应用和嵌入式处理器当中。

Advanced SIMD虽然作为Arm处理器的一部分实现，但拥有自己的流水线和寄存器组。

Advanced SIMD的指令同时指出A32和A64指令集。A64的Advanced SIMD指令是基于A32的实现的。它们的主要区别如下：

不同的指令可访问范围和语法

在A32中有16个128位向量寄存器可用，A64下有32个可用

A64的Advanced SIMD指令同时支持单精度和双精度的浮点数据类型

A32只支持单精度的浮点数据类型

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