第1章 引言

1.1 什么是Cortex處理器

1979年，Hermann Hauser和Chris Curry在英國劍橋創立了Acorn計算機公司，制造和銷售個人計算機。Acorn的第一個產品是家用計算機Atom，它有一顆非常強勁的1MHz處理器和12KB內存。8位系統已經無法滿足日益增加的對性能的需求，Acorn的工程師為此成立了一個“高級研究和開發部”，希望能夠嘗試一個項目來設計開發RISC（Reduced Instruction Set Computer，精簡指令集計算機）處理器。1985年這一項目的成果——第一顆處理器Acorn RISC Machine（后來改名為Advanced RISC Machine）的樣片ARM1誕生了，并第一次以VLSI Technology的3μm技術生產出來。ARM2很快代替了ARM1處理器，這是第一個投入生產的ARM處理器，也可能是世界上最簡單的RISC處理器。它配置有一個真正的32位數據總線，一個26位地址總線，16個寄存器。通過一系列應用軟件的開發成功，使得Acorn鞏固了其在英國家用及計算機市場的領先地位。1990年時鐘頻率達到25MHz的ARM3被成功用于Acorn的臺式計算機中。

1990年11月27日，Advanced RISC Machines Ltd.,（ARM公司）正式成立，公司的目標是從事并專注于市場不斷增長的對低費用、低功耗、高性能的32位RISC芯片的需求，ARM最終選擇了設計基礎技術并將其以知識產權IP的形式向客戶進行授權。在ARM公司的第一年，由于財務危機，只能將辦公室搬遷到劍橋附近Swaffhan Bulbeck的一個谷倉中。ARM公司的第一個產品ARM610專為蘋果公司設計，后來用于蘋果公司的Newton PDA。之后與SHARP、TI、SAMSUNG的合作推動了ARM處理器的發展。根據2008年國內的一份雜志所做的調查，嵌入式系統所采用的處理器架構中，ARM占63%，MIPS、PowerPC、x86各占8%左右。ARM公司的資料顯示，自從公司成立以來ARM技術被200多家半導體廠商采用，現在每秒至少生產90個芯片，已生產出幾百億枚芯片。

經過20多年的發展，ARM公司開發出應用于不同領域的多款處理器，目前使用的包括ARM7、ARM9、ARM9E、ARM10、ARM11和Cortex系列。Cortex處理器基于ARMv7指令集體系結構，可用于企業應用、汽車系統、家庭網絡和無線技術等不同的市場領域。Cortex系列處理器以一個標準的架構滿足了不同市場領域中各種技術的不同性能需求。ARMv7架構的Cortex系列處理器擁有三個分工明確的分支系列：A系列面向復雜的高端應用程序，用于運行開放式的復雜操作系統；R系列針對實時系統；M系列為成本控制和微處理器應用提供優化。Cortex-M3處理器是基于ARMv7 M架構的第一款ARM處理器，可以在對功能和成本敏感的嵌入式應用（如微控制器、汽車車身系統、工業控制系統及無線網絡）中實現較高的系統性能，從而大大簡化了可編程性，使ARM架構成為各種應用方案（即使是最簡單的方案）的上佳選擇。