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标题: Android所用的ARM芯片简史 [打印本页]

作者: look_w 时间: 2017-11-18 20:51 标题: Android所用的ARM芯片简史

在Android刚出来的时候，HTC G1所用的高通MSM7201芯片,基于ARM11，用的是ARM v6指令集。
后来德州仪器的OMAP 3430第一次将Cortex-A系列的第一个架构Cortex-A8，引入现实世界中。开启了ARM v7a的时代。这个时代的代表机型就是Moto Droid/MileStone，开启了第一批百万级的Android手机。
随后，从NVidia的Tegra 2开始，我们进入了A9和双核的时代。Tegra 3使用Cortex-A15，在32位上达到一个高峰。
同时，以MediaTek为代表的中低端厂商开始将低端的Cortex-A7发挥到极致，MT6577是两个A7，MT6589为4个A7，MT6592是8个A7.
进入64位时代的代表芯片，就是Qualcomm的SnapDragon 810芯片，4个Cortex-A57的发热问题困扰了无数厂商去年整整一年。
MediaTek继续发挥低端的威力，升级成64位的Cortex-A53。MT6735芯片4个A53，MT6753芯片8个A53。幸好最近的Helix X25/20开始用A72+A53了，我们总算是在MTK芯片上见到一次大核的身影。
从芯片的广泛性上考虑，我们这个讲座的目标芯片就放在Cortex-A53上。
Cortex-A57和Cortex-A53芯片对比我们简单列一下A57与A53的对比，大家有个直观印象就好。
Cortex-A53Cortex-A57典型时钟2GHz, 28nm工艺1.5~2.5GHz, 20nm工艺执行顺序顺序乱序、投机问题、超标量核心数1~41~4峰值整数能力2.3MIPS/MHz4.1~4.76MIPS/MHz浮点单元有有半精度有有硬件除法有有融合乘法累加有有流水线8级15级+返回栈条目48通用中断控制外部外部AMBA接口64位 AMBA 4/5128位 AMBA 4/5L1指令缓存8K ~ 64KB48KBL1数据缓存8K ~ 64KB32KBL2缓存可选集成L2缓存128K~2M512K~2M主TLB5121024uTLB1048指令，32数据对我们理解后续知识有影响的主要有两条：一是Cortex-A53不支持乱序执行，这将影响未来的优化策略；另一个是A53的流水线没有A57深，只有8级。
ARM v8a架构简介异常等级ARM v8a引入了异常等级的概念。一共有从EL0到EL3四种异常等级，等级越高，特权越高。我们的应用一般都运行于EL0。操作系统内核运行于EL1，EL2和EL3可以留给安全监控软件和KVM之类的虚拟化软件使用。
AArch64与AArch32ARM芯片曾经指令集比x86容易学的重要原因是历史包袱少，不需要兼容历史上的指令集。现在ARM 64位芯片也不得不做起兼容自己以前的重任。ARM的做法是将运行状态分成AArch64和AArch32两种状态。AArch64就是我们后面重点学习的64位的指令集的运行态，而AArch32是兼容Arm-v7a的状态，所有Arm-v7a以及更早的软件都可以在这个状态上正常运行。
对于我们应用来讲，EL0是没有权限进行AArch64和AArch32状态切换的，所以我们只能一条道走到黑地用一处状态。这也是我们的A64指令无法切换到A32,T16指令的原因。

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