ARM嵌入式微處理器的發(fā)展及其面臨的挑戰(zhàn)

摘 要：在如今這個(gè)信息化時(shí)代，ARM嵌入式系統(tǒng)在各個(gè)領(lǐng)域均得到了廣泛的應(yīng)用。本文從ARM的概念入手，就ARM嵌入式微處理器的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行了概述，并重點(diǎn)就ARM嵌入式微處理器的應(yīng)用及發(fā)展情況，以及未來(lái)發(fā)展過(guò)程中所面臨的挑戰(zhàn)等進(jìn)行了分析。

隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及現(xiàn)代通信技術(shù)的飛速發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)在相關(guān)領(lǐng)域的重要性也備受關(guān)注，特別是ARM嵌入式微處理器，其不僅成本低、體積小，而且性能卓越且功耗低，因而得到了廣泛的應(yīng)用和發(fā)展。

1 ARM嵌入式微處理器相關(guān)內(nèi)容概述

⑴ARM.ARM是微處理器相關(guān)領(lǐng)域一家知名度較高的企業(yè)，該企業(yè)設(shè)計(jì)了許多性能高、功耗低的廉價(jià)處理器及各種軟件?？梢赃@么說(shuō)，ARM代表的不僅是一個(gè)企業(yè)，更代表了一種技術(shù)、一種微處理器，甚至一種產(chǎn)業(yè)的發(fā)展模式。

⑵ARM微處理器的種類。目前，有關(guān)ARM微處理器應(yīng)用較多的有ARM7、ARM9、ARM9E、ARM10及StrongARM等系列。其中，ARM7系列在多媒體、嵌入式設(shè)備及無(wú)線設(shè)備中得到了廣泛的應(yīng)用;ARM9系列在引擎管理、安全系統(tǒng)、各種儀表儀器、打印機(jī)及網(wǎng)絡(luò)電腦中得到了廣泛應(yīng)用;ARM9E系列是一種綜合處理器，因而加強(qiáng)了數(shù)字信號(hào)方面的處理功能，因此，在需DSP及微控制器相結(jié)合的情況下使用，同實(shí)時(shí)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)需求相適應(yīng);ARM10系列的核心，即通過(guò)向量浮點(diǎn)單元進(jìn)行高性能浮點(diǎn)解決方案的提供，以提高處理器的浮點(diǎn)運(yùn)算功能及其整型性能;StrongARM系列將Intel技術(shù)同ARM結(jié)構(gòu)相結(jié)合，以便為手提式通信以及電子設(shè)備的消費(fèi)提供科學(xué)的解決方案。

⑶ARM微處理器的特點(diǎn)。ARM微處理器具有以下特點(diǎn)：一是體積較小、功耗和成本較低，且性能較高;二是其支持Thumb/ARM雙指令集，因此，可以較好地進(jìn)行8位/16位器件的兼容;三是其使用了大量寄存器，因而指令的執(zhí)行速度相當(dāng)快;四是許多數(shù)據(jù)操作均完成于寄存器之中;五是尋址的方式十分靈活和簡(jiǎn)單，因此執(zhí)行率相當(dāng)高;六是指令的長(zhǎng)度較為固定。

2 ARM嵌入式微處理器的發(fā)展及應(yīng)用

目前，ARM是嵌入式技術(shù)中使用最為廣泛的一種。在市場(chǎng)需求的推動(dòng)下，ARM嵌入式技術(shù)得到了飛速的發(fā)展，而且在市場(chǎng)中占據(jù)相當(dāng)大的份額。在2003年嵌入式技術(shù)產(chǎn)品中，全世界的產(chǎn)值高達(dá)2000億美元，潛在產(chǎn)值估計(jì)超過(guò)1萬(wàn)億美元。此外，還有報(bào)告表明，在計(jì)算機(jī)芯片的市場(chǎng)中，ARM嵌入式設(shè)備生產(chǎn)的計(jì)算機(jī)芯片量達(dá)到每年十幾億個(gè)，占總量的八成到九成，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了臺(tái)式機(jī)或便攜機(jī)生產(chǎn)的芯片量。如今，隨著ARM嵌入式技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用，ARM嵌入式微處理器也已經(jīng)發(fā)展成為應(yīng)用最為廣泛的嵌入式微處理器。ARM嵌入式技術(shù)及其微處理器已深入到各領(lǐng)域中來(lái)。

⑴工業(yè)化控制領(lǐng)域。ARM嵌入式微處理器是32位RISC架

構(gòu)，以此為基礎(chǔ)的微控制器芯片的市場(chǎng)份額已經(jīng)占到微控制器高端市場(chǎng)中絕大部分，于此同時(shí)，ARM嵌入式微處理器正逐步朝著低端應(yīng)用領(lǐng)域中發(fā)展，由于ARM嵌入式微處理器功耗低、性價(jià)比高，因此，8位/16位的傳統(tǒng)微控制器正面臨著巨大的挑戰(zhàn)。

⑵無(wú)線通信領(lǐng)域。如今，85%以上的無(wú)線通信設(shè)備已采用了ARM嵌入式微處理器，ARM因其低成本及高性能已經(jīng)在此領(lǐng)域中占據(jù)了絕大多數(shù)的市場(chǎng)份額。

⑶網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用領(lǐng)域。寬帶技術(shù)日益推廣和應(yīng)用，推動(dòng)了ARM技術(shù)的崛起，與此同時(shí)，ARM嵌入式微處理器在視頻及語(yǔ)音處理方面正在逐步進(jìn)行優(yōu)化，并得到了廣泛的支持，因此也為DSP的應(yīng)用提出了挑戰(zhàn)。

⑷電子消費(fèi)類產(chǎn)品。目前，有關(guān)ARM嵌入式微處理器已經(jīng)在當(dāng)前極為流行的數(shù)字機(jī)頂盒、游戲機(jī)以及數(shù)字音頻播放器等產(chǎn)品中獲得了廣泛的應(yīng)用。

⑸成像及安全類產(chǎn)品。如今，多數(shù)數(shù)碼相機(jī)及高端打印機(jī)中也應(yīng)用了ARM嵌入式微處理器，不少手機(jī)中所使用的32位SIM卡采用的也是ARM嵌入式微處理器。同時(shí)，ARM嵌入式技術(shù)及其微處理器還在許多領(lǐng)域中得到了應(yīng)用，相信其未來(lái)發(fā)展前景必將更為廣闊。

3 ARM嵌入式微處理器未來(lái)發(fā)展所面臨的挑戰(zhàn)

在如今這個(gè)信息化和數(shù)字化時(shí)代，有關(guān)ARM嵌入式產(chǎn)品得到了普遍的關(guān)注和廣泛的應(yīng)用，其面臨著各種發(fā)展機(jī)遇的同時(shí)，市場(chǎng)也向ARM嵌入式微處理器提出了更多挑戰(zhàn)。例如，要求ARM產(chǎn)品能夠適應(yīng)功能密度的不斷增長(zhǎng)，網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接更加靈活，適應(yīng)移動(dòng)化需求，可以對(duì)多媒體信息進(jìn)行處理，當(dāng)然，最重要的是應(yīng)當(dāng)能夠?qū)Ω都ち抑鸩郊觿〉氖袌?chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。由于ARM嵌入式產(chǎn)品多數(shù)同Internet相孤立，因此，為適應(yīng)時(shí)代需求，如何將ARM嵌入式系統(tǒng)同Internet相結(jié)合是如今擺在其面前的巨大挑戰(zhàn)。

當(dāng)今ARM嵌入式微處理器的發(fā)展趨勢(shì)為標(biāo)準(zhǔn)化、便攜化和平臺(tái)化，高效率的操作系統(tǒng)、智能管理的電源、超強(qiáng)的互聯(lián)網(wǎng)功能以及單系統(tǒng)芯片是未來(lái)ARM嵌入式技術(shù)發(fā)展的方向。雖然ARM嵌入式技術(shù)的地位越來(lái)越重要，但是ARM嵌入式技術(shù)要適應(yīng)現(xiàn)代化網(wǎng)絡(luò)的步伐，還需要在硬件和軟件上進(jìn)行改革。增加網(wǎng)絡(luò)接口和網(wǎng)絡(luò)支持模塊，使用ARM嵌入式技術(shù)瀏覽器，解決上網(wǎng)的地點(diǎn)問(wèn)題。緊密結(jié)合軟硬件設(shè)備，簡(jiǎn)化核心部件，降低成本，實(shí)現(xiàn)資源的最佳化配置，優(yōu)化各個(gè)軟件性能。

4 結(jié)語(yǔ)

工業(yè)半導(dǎo)體技術(shù)的飛速發(fā)展，也必將帶動(dòng)ARM嵌入式微處理器的不斷進(jìn)步，并擴(kuò)大ARM嵌入式微處理器的應(yīng)用范圍和領(lǐng)域。因此，ARM嵌入式技術(shù)的未來(lái)將更加遼闊，產(chǎn)品產(chǎn)值也將會(huì)迅速增加，ARM嵌入式微處理器也將會(huì)給人類帶來(lái)科技的力量和生活美好。