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小识堂 | 关于ARM嵌入式微处理器的发展及其面临的挑战

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发表于 2018-3-8 10:13:05 | 显示全部楼层 |阅读模式
小识堂 | 关于ARM嵌入式微处理器的发展及其面临的挑战


前言
        随着网络技术及现代通信技术的飞速发展,嵌入式系统在相关领域的重要性也备受关注,特别是ARM嵌入式微处理器,其不仅成本低、体积小,而且性能卓越且功耗低,因而得到了广泛的应用和发展。

一、ARM嵌入式微处理器相关内容概述
        ⑴ARM是微处理器相关领域一家知名度较高的企业,该企业设计了许多性能高、功耗低的廉价处理器及各种软件。可以这么说,ARM代表的不仅是一个企业,更代表了一种技术、一种微处理器,甚至一种产业的发展模式。

        ⑵ARM微处理器的种类。目前,有关ARM微处理器应用较多的有ARM7、ARM9、ARM9E、ARM10及StrongARM等系列。其中,ARM7系列在多媒体、嵌入式设备及无线设备中得到了广泛的应用;ARM9系列在引擎管理、安全系统、各种仪表仪器、打印机及网络电脑中得到了广泛应用;ARM9E系列是一种综合处理器,因而加强了数字信号方面的处理功能,因此,在需DSP及微控制器相结合的情况下使用,同实时系统开发需求相适应;ARM10系列的核心,即通过向量浮点单元进行高性能浮点解决方案的提供,以提高处理器的浮点运算功能及其整型性能;StrongARM系列将Intel技术同ARM结构相结合,以便为手提式通信以及电子设备的消费提供科学的解决方案。

        ⑶ARM微处理器的特点。ARM微处理器具有以下特点:一是体积较小、功耗和成本较低,且性能较高;二是其支持Thumb/ARM双指令集,因此,可以较好地进行8位/16位器件的兼容;三是其使用了大量寄存器,因而指令的执行速度相当快;四是许多数据操作均完成于寄存器之中;五是寻址的方式十分灵活和简单,因此执行率相当高;六是指令的长度较为固定。

二、ARM嵌入式微处理器的发展及应用

        目前,ARM是嵌入式技术中使用最为广泛的一种。在市场需求的推动下,ARM嵌入式技术得到了飞速的发展,而且在市场中占据相当大的份额。在2003年嵌入式技术产品中,全世界的产值高达2000亿美元,潜在产值估计超过1万亿美元。此外,还有报告表明,在计算机芯片的市场中,ARM嵌入式设备生产的计算机芯片量达到每年十几亿个,占总量的八成到九成,远远超过了台式机或便携机生产的芯片量。如今,随着ARM嵌入式技术的不断发展和应用,ARM嵌入式微处理器也已经发展成为应用最为广泛的嵌入式微处理器。ARM嵌入式技术及其微处理器已深入到各领域中来。

⑴工业化控制领域。ARM嵌入式微处理器是32位RISC架构,以此为基础的微控制器芯片的市场份额已经占到微控制器高端市场中绝大部分,于此同时,ARM嵌入式微处理器正逐步朝着低端应用领域中发展,由于ARM嵌入式微处理器功耗低、性价比高,因此,8位/16位的传统微控制器正面临着巨大的挑战。

⑵无线通信领域。如今,85%以上的无线通信设备已采用了ARM嵌入式微处理器,ARM因其低成本及高性能已经在此领域中占据了绝大多数的市场份额。

⑶网络应用领域。宽带技术日益推广和应用,推动了ARM技术的崛起,与此同时,ARM嵌入式微处理器在视频及语音处理方面正在逐步进行优化,并得到了广泛的支持,因此也为DSP的应用提出了挑战。

⑷电子消费类产品。目前,有关ARM嵌入式微处理器已经在当前极为流行的数字机顶盒、游戏机以及数字音频播放器等产品中获得了广泛的应用。

⑸成像及安全类产品。如今,多数数码相机及高端打印机中也应用了ARM嵌入式微处理器,不少手机中所使用的32位SIM卡采用的也是ARM嵌入式微处理器。同时,ARM嵌入式技术及其微处理器还在许多领域中得到了应用,相信其未来发展前景必将更为广阔。

三、 ARM嵌入式微处理器未来发展所面临的挑战

        在如今这个信息化和数字化时代,有关ARM嵌入式产品得到了普遍的关注和广泛的应用,其面临着各种发展机遇的同时,市场也向ARM嵌入式微处理器提出了更多挑战。例如,要求ARM产品能够适应功能密度的不断增长,网络联接更加灵活,适应移动化需求,可以对多媒体信息进行处理,当然,最重要的是应当能够对付激烈逐步加剧的市场竞争。由于ARM嵌入式产品多数同Internet相孤立,因此,为适应时代需求,如何将ARM嵌入式系统同Internet相结合是如今摆在其面前的巨大挑战。

        当今ARM嵌入式微处理器的发展趋势为标准化、便携化和平台化,高效率的操作系统、智能管理的电源、超强的互联网功能以及单系统芯片是未来ARM嵌入式技术发展的方向。虽然ARM嵌入式技术的地位越来越重要,但是ARM嵌入式技术要适应现代化网络的步伐,还需要在硬件和软件上进行改革。增加网络接口和网络支持模块,使用ARM嵌入式技术浏览器,解决上网的地点问题。紧密结合软硬件设备,简化核心部件,降低成本,实现资源的最佳化配置,优化各个软件性能。


结语
        工业半导体技术的飞速发展,也必将带动ARM嵌入式微处理器的不断进步,并扩大ARM嵌入式微处理器的应用范围和领域。因此,ARM嵌入式技术的未来将更加辽阔,产品产值也将会迅速增加,ARM嵌入式微处理器也将会给人类带来科技的力量和生活美好。

本文来源于:21ic
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