ARM (advanced RISC machine)

Advanced RISC Machine (ARM) ist eine CPU-Architektur, die zu Beginn der achtziger Jahre von Acorn Computer entwickelt später dann gemeinsam mit Apple weiterentwickelt wurde. Es handelt sich um eine RISC-Architektur, die in vielen mobilen Endgeräten, in Handys, Handhelds und Notebooks aber auch als System-on-Chip (SoC) in den Modulen der Industrie-Computer, in Embedded Systemen, Spielkonsolen, Datenkommunikationsgeräten, Konsumergeräten, Kleinstgeräten und in der digitalen Signalverarbeitung eingesetzt wird. In Embedded-Systemen ist es der am meisten eingesetzte Mikroprozessor.


Wie die meisten RISC-Prozessoren hat auch der ARM-Prozessor einen kleinen Befehlssatz, wobei alle Befehle in einem Taktzyklus ausgeführt werden. Jede Instruktion beinhaltet einen 4-Bit-Code, der eine bestimmte Kondition des Status-Registers spezifiziert und die erfüllt sein muss, um den Befehl auszuführen.

Die Entwicklung des ARM-Prozessors

Die 32-Bit-ARM-Mikroprozessoren sind den Generationen nach nummeriert; so steht der ARM1 als erster ARM-Prototyp in der Hierarchie. Der ARM hatte bereits in der Version ARM2 16 32-Bit-Register, einen 32-Bit-Datenbus sowie einen 26 Bit breiten Adressbus. Eines dieser Register diente als Programmzähler. Mit ca. 30.000 Transistoren benötigte der ARM2 nur etwa die Hälfte an Transistoren gegenüber anderen Prozessor-Architekturen. Das hängt damit zusammen, dass der ARM2 noch kein On-Chip-Cache hat und ohne Microcode verdrahtet ist. Dies hat natürlich auch eine geringere Leistungsaufnahme zur Folge.

ARM-Prozessor, 
   Foto: Gweep

ARM-Prozessor, Foto: Gweep

Der Nachfolger vom ARM2, der ARM3, hatte ein Cache von 4 KB und eine höhere Performance. Diese lag bei einer Taktrate von 8 MHz bei etwa 4,5 MIPS.

Der zu Beginn der neunziger Jahre vorgestellte ARM6 fand Einzug in PDAs. Als Kern wurde der des ARM2 im Wesentlichen beibehalten, so dass der ARM6 mit nur 35.000 Transistoren auskam. Er hat allerdings eine SIMD-Rechnerarchitektur und besitzt eine effiziente Befehlsabwicklung. In dieser Konstellation kann der ARM6 mit optionalen Komponenten zu einem preiswerten Mikrocomputer komplettiert werden.

Das Nachfolgemodell ARM7 wurde millionenfach in Handys und Spielkonsolen eingesetzt. Die diversen Lizenznehmer entwickelten ARM-Varianten, die sich durch Performance aber auch durch die geringe Leistungsaufnahme auszeichneten. So gab es mit dem StrongARM, entwickelt von Digital Equipment, eine Version die mit 233 MHz getaktet wurde und nur 1 W Leistungsaufnahme benötigte.

Der ARM11 basiert auf der Prozessor-Architektur des ARM6 und ist für Taktfrequenzen von mehreren hundert Megahertz bis sogar bis über 1 GHz konzipiert. Eingesetzt wird der ARM11 in der Automobil-Technik, in drahtlosen Geräten der Unterhaltungselektronik, in WLANs und Bluetooth. Nachfolger des ARM11 sind die Cortex-Prozessoren.

Informationen zum Artikel
Deutsch: ARM-Prozessor
Englisch: advanced RISC machine - ARM
Veröffentlicht: 17.07.2018
Wörter: 389
Tags: #Sonstige CPUs
Links: Adressbus, Anweisung, Apple, ARM (application response measurement), Befehl