从困扰到精通:深入浅出掌握Armv8-A和Armv9-A处理器架构

一起学嵌入式 2023-07-17 07:50

无论你是IC设计工程师、验证工程师、FPGA工程师、架构工程师、还是微电子相关专业的学生,相信你对ARM 架构一定不陌生。

采用Arm 架构是很合适的一种选择,因为它的优点是商业推广容易,可以使用Arm的成熟生态,使用Arm的成熟的IP,再加上台积电的制造工艺,前期就能降低门槛,依靠技术引进,达到一国际一流水准,其CPU性能、研发速度等,都会比自主研发更快。

Arm Cortex-A SoC在市场上应用广泛,在手机芯片中市场占有率达到99%,除此之外还覆盖了如AI、自动驾驶、视频处理等芯片领域,基本大多数涉及此类应用的芯片公司都会用到Arm的Cortex-A处理器。

Armv8-A和Armv9-A架构在一些性能要求较高的SoC使用广泛,但由于其架构的复杂性,以及对技术能力要求较高,理解整个Armv8-A和Armv9-A架构SoC难度较大,因此掌握Armv8-A和Armv9-A处理器架构及其SoC实现是对自身技术水平的极大提升。



一、ARMv8/ARMv9芯片呈主流

随着 Arm 架构的不断进化,我们的生活也在飞速改变,以手机为例,从ARM v5进化到ARM v6时,把我们从「大哥大」的时代带进了多媒体手机的世界,ARM v6被ARM v7所取代后,则带来了经典的Cortex-A8架构,开辟了触屏智能手机时代,而ARM v7到ARM v8的转变,首次将“64位计算”带到了手机上,让我们能在手机玩大型手游,拍出更高质量的照片,同时也为5G的到来铺平了道路。

并且随着人工智能、物联网(IoT)和5G在全球范围内的飞速发展,Armv9中的新功能将加速每个应用从通用计算到更专业的计算的转变。Armv9也不仅会在智能手机、服务器、笔记本和网络设备领域中出现,未来在汽车无人驾驶、车内智能、物联网设备中我们也将更多的看到它的身影。


与ARM v8比,ARM v9架构主要在内存的安全性、AI性能机器学习和数字信号处理能力三方面进行了提升。ARM v9架构下的芯片性能将提升30%,给用户和开发者带来了更多的想象。

发布至今,基于ARM v8/v9架构的芯片已陆续成为市场“主流”。根据ARM公司官网上发布的信息显示,目前,国外的谷歌、英伟达、恩智浦、富士通、红帽,国内的联发科、OPPO、VIVO、小米等企业都与ARM v9建立了合作。


二、掌握ARMv8/ARMv9基础知识


学好ARMv8/ARMv9基础知识,有助于我们理解整个体系的软硬件架构。尽管ARM官网提供了很多学习资料,但是官方文档的晦涩难懂,汉化资料往往又不全,学习之路依旧痛苦。企业中,不少工程师在做项目时或多或少都会遇到以下问题:

●  复杂性:Arm处理器的架构设计非常复杂,包含了大量的指令集、寄存器和特性。初学者可能会感到压倒和困惑。

●  抽象概念:处理器架构涉及许多抽象概念,如虚拟内存、缓存一致性、异常处理等。理解这些概念可能需要一定的时间和努力。

●  指令集编码:Arm指令集使用变长编码,不同的指令长度和格式可能会导致理解困难。学习如何解析和执行不同类型的指令可能需要耐心和实践。

●  运行模式:Arm处理器支持多种运行模式,如用户模式、特权模式、异常模式等。理解这些模式之间的切换和权限管理可能是一个挑战。

●  硬件依赖性:学习Arm架构时,通常需要考虑具体的硬件实现和芯片特性。不同的Arm处理器家族和产品系列可能有微妙的差异,需要对特定硬件进行深入研究。

●  文档资源:Arm提供了丰富的文档和技术资源,但有时候可能需要花费一些时间来找到相关的信息和示例代码。


三、ARMv8/ARMv9学习的福音

移知创始人团长带队,特邀ARM资深技术专家,精心打磨 《Armv8-A和Armv9-A处理器架构》新课升级,一课搞定Armv8-A和Armv9-A技能全覆盖。ARM教育官方授权,所有的资料IP都来源于ARM官方,课程的知识点也均是ARM最新版本。

本课程从基础知识开始,逐步深入,覆盖了Armv8-A和Armv9-A处理器架构的方方面面,帮助大家加深对概念的理解,并提供宝贵的实践经验.

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