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(chuàng)立了Acorn計算機(jī)公司，制造和銷售個人計算機(jī)。Acorn的第一個產(chǎn)品是家用計算機(jī)Atom，它有一顆非常強(qiáng)勁的1MHz處理器和12KB內(nèi)存。8位系統(tǒng)已經(jīng)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(fā)部”，希望能夠嘗試一個項目來設(shè)計開發(fā)RISC（Reduced Instruction Set Computer，精簡指令集計算機(jī)）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(shù)生產(chǎn)出來。ARM2很快代替了ARM1處理器，這是第一個投入生產(chǎn)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(shù)據(jù)總線，一個26位地址總線，16個寄存器。通過一系列應(yīng)用軟件的開發(fā)成功，使得Acorn鞏固了其在英國家用及計算機(jī)市場的領(lǐng)先地位。1990年時鐘頻率達(dá)到25MHz的ARM3被成功用于Acorn的臺式計算機(jī)中。

1990年11月27日，Advanced RISC Machines Ltd.,（ARM公司）正式成立，公司的目標(biāo)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(shè)計基礎(chǔ)技術(shù)并將其以知識產(chǎn)權(quán)IP的形式向客戶進(jìn)行授權(quán)。在ARM公司的第一年，由于財務(wù)危機(jī)，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(chǎn)品ARM610專為蘋果公司設(shè)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(fā)展。根據(jù)2008年國內(nèi)的一份雜志所做的調(diào)查，嵌入式系統(tǒng)所采用的處理器架構(gòu)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(shù)被200多家半導(dǎo)體廠商采用，現(xiàn)在每秒至少生產(chǎn)90個芯片，已生產(chǎn)出幾百億枚芯片。

經(jīng)過20多年的發(fā)展，ARM公司開發(fā)出應(yīng)用于不同領(lǐng)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(jié)構(gòu)，可用于企業(yè)應(yīng)用、汽車系統(tǒng)、家庭網(wǎng)絡(luò)和無線技術(shù)等不同的市場領(lǐng)域。Cortex系列處理器以一個標(biāo)準(zhǔn)的架構(gòu)滿足了不同市場領(lǐng)域中各種技術(shù)的不同性能需求。ARMv7架構(gòu)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(fù)雜的高端應(yīng)用程序，用于運行開放式的復(fù)雜操作系統(tǒng)；R系列針對實時系統(tǒng)；M系列為成本控制和微處理器應(yīng)用提供優(yōu)化。Cortex-M3處理器是基于ARMv7 M架構(gòu)的第一款A(yù)RM處理器，可以在對功能和成本敏感的嵌入式應(yīng)用（如微控制器、汽車車身系統(tǒng)、工業(yè)控制系統(tǒng)及無線網(wǎng)絡(luò)）中實現(xiàn)較高的系統(tǒng)性能，從而大大簡化了可編程性，使ARM架構(gòu)成為各種應(yīng)用方案（即使是最簡單的方案）的上佳選擇。