ARM的体系结构与编程系列博客——ARM体系变种

ARM体系变种的简介

有人会很奇怪一件事情，ARM居然会变种，不会是基因突变了吧，呵呵，其实ARM变种通俗一点来讲呢，就是ARM突然具备了一种特定的功能！并非是基因突变哦！ARM是reboot好不好？

ARM体系变种

首先让我们通过一个表格来看看ARM变种。了解ARM变种涉及到了什么！

现在让我来为大家解释一下这张图：

• ARMv你就不用去管它了
• v后面对应的是ARM指令集的版本号
• 有x呢，表示排除某项功能

要说的是自版本4之后M变种就为标准功能了，不再列出了！

那么这个就是ARM/Thumb的命名格式啦！不要着急还不了解什么ARM体系变种，且听我细细道来！

T变种

t变种的全名——Thumb指令集，可以说T变种是ARM的效率上质一般的飞跃，thumb指令集是ARM指令集的一个子集重新编码而成的。它使ARM更加高效地进行运作。

ARM的指令长度为32位，而Thumb指令长度只有16位，对于一些冗余空余位的操作来讲的话，在使用16位的基础上，明显比使用32位更加高效！

但是thumb自身也有一定的局限性：

• 完成相同的操作时，Thumb指令通常情况下需要比ARM更多的指令。
• Thumb指令集是不包含异常处理时的一些指令的

因此ARM是不能舍弃ARM的32位指令的！它与16位的Thumb指令配合才能更加有效率地执行

那么发展至今，Thumb有哪些版本呢？

1. Thumb指令集版本1，这个适用在ARM体系版本4中
2. Thumb指令集版本2，这个适用在ARM体系版本5中

M变种

我们通常称之为长乘法指令，那么注意了：

上篇我们说到了长乘法操作与长乘加操作（乘法指令和乘加法指令的操作），现在就为大家解释一下这两个操作。

• 长乘法操作:32位整数乘以32位整数，生成64位整数
• 长乘加操作：32位整数乘以32位整数，加上32位整数，生成64位整数

它其实做版本3中正式引入，版本2的时候仅是有了这个思想的，然后在版本4以后，M变种就变成了系统中的标准部分。我们也不再说M变种了，因为我们在开发ARM过程中直接是使用相应的指令的！

E变种

我们将其定义为增强型DSP指令，针对于ARM的应用范围越来越广阔，那么为了满足DSP算法，ARM就需要增强这个算法的处理性能。

那么它到底有了哪些的增强呢？

• 增加了新的16位数据乘法与乘加操作指令
• 实现饱和的带符号数的加减法操作指令
• 进行双字数据操作的指令，包含LDRD、STDR、MCRR\MRRC
• cache预取指令PLD

E变种是在版本5T中开始使用的。值得注意的是：早期的E变种未有包含LDRD、STRD、MCRR\MRRC、PLD

J变种

ARM能跑android和java不得不归功于这个变种——java加数器jazelle

这个加数器相当了不起，与一般的java虚拟机相比，它将java代码运行速度提高了整整8倍，而功耗竟降低了80%。使得程序员们可以在这个上面做更有力的开发！

SIMD变种

随着技术进步，人们对于数字媒体流更加追捧，你能够在手机上看电影，玩游戏，大多归功于ARM技术的强劲的高性能音频\视频处理技术，这就是我们所说的ARM媒体功能扩展（SIMD变种）

它将音频\视频处理性能提高了4倍，具有这个功能的ARM芯片（泛指采用ARM技术的芯片）是目前市场上最受欢迎的芯片了！

那么，它的特点有哪些呢：

• 音频\视频处理性能提高了4倍
• 提供小数算术运算
• 可同时进行两个16位操作数或者4个8位操作数的运算
• 用户可以定义饱和运算模式
• 两套16位操作数的乘加/乘减运算
• 32位乘以32位的小数MAC

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