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1、ARM的前世今生 1978年,一家名字叫CPU的公司,悄悄在英國劍橋誕生。 不要驚訝,這個CPU,和我們經(jīng)常所說的電腦里那個CPU是兩回事?! entralProcessingUnit,中央處理器 CPU公司的全稱,是CambridgeProcessorUnit,字面意思是“劍橋處理器單元”?! PU公司的創(chuàng)始人,是一個名叫HermannHauser的奧地利籍物理學博士,還有他的朋友,一個名叫ChrisCurry的英國工程師。 HermannHauser和ChrisCurry CPU公司成立之后,主要從事電子設備設計和制造的業(yè)務。他們接到
2、的第一份訂單,是制造賭博機的微控制器系統(tǒng)。 這個微控制器系統(tǒng)被開發(fā)出來后,稱之為AcornSystem1?! cornSystem1 1979年,在經(jīng)營逐漸進入軌道之后,這家公司給自己換了個名字,叫做AcornComputerLtd。 Acorn是什么意思?橡子。對,就是冰河世紀里面,那只松鼠一直在追的那個東東?! cornComputerLtd公司的商標,里面就有一個橡子。 之所以叫Acorn,還有一個有趣的說法,就是因為他們想在電話黃頁里排在Apple(蘋果)公司的前面。 在AcornSystem1之后,他們又陸續(xù)開發(fā)了Syste
3、m2、3、4,還有面向消費者的盒式計算機——AcornAtom?! cornAtom 到了1981年,公司迎來了一個難得的機遇——英國廣播公司BBC打算在整個英國播放一套提高電腦普及水平的節(jié)目,他們希望Acorn能生產(chǎn)一款與之配套的電腦?! ∵@個計劃非常宏大,英國政府也參與其中(購機費的一半將由政府資助),電腦一旦采購,將進入英國的每一間教室。 接下這個任務之后,Acorn就開始干了起來。結果,很快他們就發(fā)現(xiàn),自己產(chǎn)品的硬件設計并不能滿足需求。當時,中央處理器的發(fā)展潮流,正在從8位變成16位。Acorn并沒有合適的芯片可以用?! ∫婚_始,他們打算使用
4、美國國家半導體和摩托羅拉公司的16位芯片。但是,經(jīng)過評估后,他們發(fā)現(xiàn)了兩個缺陷: 第一,芯片的執(zhí)行速度有點慢,中斷的響應時間太長。 第二,售價太貴,一臺500英鎊的電腦,處理器芯片就占到100英鎊?! ∮谑?,他們打算去找當時如日中天的英特爾(Intel),希望對方提供一些80286處理器的設計資料和樣品。然而,英特爾冰冷地拒絕了他們?! 涫艽驌舻腁corn公司,一氣之下決定自己干,自己造芯片。(這個橋段是不是很熟悉?) 當時,Acorn公司的研發(fā)人員從美國加州大學伯克利分校找到了一個關于新型處理器的研究——簡化指令集,恰好可以滿足他們的設計要求。
5、 在此基礎上,經(jīng)過多年的艱苦奮斗,來自劍橋大學的計算機科學家SophieWilson和SteveFurber最終完成了微處理器的設計。 SophieWilson和SteveFurber 前者負責指令集開發(fā),后者負責芯片設計 對于這塊芯片,Acorn給它命名為AcornRISCMachine?! ∴牛@就是大名鼎鼎的“ARM”三個字母的由來?! corn是公司名稱,Machine是機器,那RISC是什么意思呢? 前面說過,他們是基于“簡化指令集”技術做出的芯片。RISC的意思,就是簡化指令集計算機,ReducedInstructionSetComp
6、uter?! ∽⒁?!前方灰色字體高能預警,非技術控請直接跳過?! ∵@里解釋一下,到底“簡化指令集”有什么意義?! ∷窍鄬τ凇皬碗s指令集(CISC,complexinstructionsetcomputer)”的一個概念?! ≡缙诘奶幚砥鞫际荂ISC架構(包括英特爾的處理器),隨著時間推移,有越來越多的指令集加入。由于當時編譯器的技術并不純熟,程序都會直接以機器碼或是組合語言寫成,為了減少程序的設計時間,逐漸開發(fā)出單一指令,復雜操作的程序代碼。設計師只需寫下簡單的指令,再交給CPU去執(zhí)行。 但是后來有人發(fā)現(xiàn),整個指令集中,只有約20%的指令常常會被使用到,大
7、約占了整個程序的80%;剩余80%的指令,只占了整個程序的20%。(典型的二八原則) 于是,1979年美國加州大學伯克利分校的DavidPatterson教授提出了RISC的想法,主張硬件應該專心加速常用的指令,較為復雜的指令則利用常用的指令去組合?! 『唵蝸碚f,CISC任務處理能力強,適合桌面電腦和服務器。RISC通過精簡CISC指令種類,格式,簡化尋址方式,達到省電高效的效果,適合手機、平板、數(shù)碼相機等便攜式電子產(chǎn)品?! ‘敃r研發(fā)出來的第一款處理器芯片的型號,被定為ARM1?! ∥覀儊韺Ρ纫幌翧RM1和當時Intel的80286處理器(也就是常說的2
8、86): 可以看出來,ARM1和