初识 Arm 处理器

英国ARM公司是全球领先的半导体知识产权(IP)提供商。全世界超过95%的智能手机和平板电脑都采用ARM架构。ARM设计了大量高性价比、耗能低的RISC处理器、相关技术及软件。2014年基于ARM技术的全年全球出货量是120亿颗,从诞生到现在为止基于ARM技术的芯片有600亿颗 [2] 。技术具有性能高、成本低和能耗省的特点。在智能机、平板电脑、嵌入控制、多媒体数字等处理器领域拥有主导地位。

现在的嵌入式开发大部分都是ARM处理器了,从MCU级别的M0,M3,M4,M23,M33,到MPU级别的ARM9,ARM11,ARM-A5x,ARM-A7x。

📢 1991 年,ARM 公司成立于英国剑桥,主要出售芯片设计技术的授权。
ARM公司是苹果、诺基亚、Acorn、VLSI、Technology等公司的合资企业。

产品有A,R,M三个系列,和ARM名字重合,funny。

1. ARM 处理器的分类

1.1 按系列分类

  • Cortex-M系列(通用微处理器)

    包括Cortex-M0、M3、M4,新的M23,M33,以及早期的ARM7TDMI,这类处理器一般不跑操作系统,或者只跑个RTOS

  • Cortex-R系列(实时微处理器)

    这类处理器可以认为是在Cortex-M的基础上增强了实时性能,用于高安全,高实时的场合。

  • Cortex-A系列(带MMU的处理器)

    包括Cortex-A5,A7,A9,到现在的A5x,A7x,以及早期的ARM9,ARM11。这类处理器一般跑Linux,安卓之类的带内存管理功能的操作系统,利用这类操作系统的强大功能去实现复杂的应用。

1.2 按指令集分类

  • V4 指令集

    ARM7TDMI、ARM9TDMI、Intel StrongARM

  • V5 指令集

    ARM926EJ、Intel XScale

  • V6 指令集

    ARM11,M0

  • V7 指令集

    ARM-A系列中的32位,M3,M4,M7

  • V8 指令集

    ARM-A系列中的64位,M23,M33,M55,A系列32位用V8的比较少,但也有。

在这里插入图片描述

1.3 按硬件浮点分类

这种分类有些牵强,但是和编译器有较大关系,几种之间不兼容,所以这里单独列一下。

  • 无硬件浮点单元

    浮点运算通过软件完成,低端的M0,M3,M23;部分A系列的都没有。对应浮点编译选项为 soft

  • 有硬件浮点单元,但是传参数用普通寄存器传

    编译器后缀有 el 的对应这种形式,对应浮点编译选项为 softfp,这种形式的产品比较少,后面会详细说明。

  • 有硬件浮点单元,传参数也用浮点单元的寄存器传

    编译器后缀有 hf 的对应这种形式,对应浮点编译选项为 hard

    32位CPU带硬件浮点运算功能的大部分都是这种。

    64位CPU都带硬浮点,也是这种。

2. ARM 编译器的分类

交叉编译就是在一种平台上编译出能运行在体系结构不同的另一种平台上的程序,比如在PC平台(X86 CPU)上编译出能运行在以ARM为内核的CPU平台上的程序,编译得到的程序在X86 CPU平台上是不能运行的,必须放到ARM CPU平台上才能运行,虽然两个平台用的都是Linux系统。 交叉编译工具链是一个由编译器、连接器和解释器组成的综合开发环境,交叉编译工具链主要由binutils、gcc和glibc三个部分组成。有时出于减小 libc 库大小的考虑,也可以用别的 c 库来代替 glibc,例如 uClibc、dietlibc 和 newlib。

  • 免费版目前有三大主流工具商提供,第一是GNU(提供源码,自行编译制作),第二是 Codesourcery,第三是Linora。
  • 收费版有ARM原厂提供的armcc、IAR提供的编译器等等,这些价格都比较昂贵

交叉编译工具链的一般命名规则为:arch [-vendor][-os] [-(gnu)eabi]

  • arch - 体系架构,如ARM,MIPS

  • verdor -工具链提供商

  • os - 目标操作系统

  • eabi - 嵌入式应用二进制接口

    ABI:二进制应用程序接口(Application Binary Interface (ABI) for the ARM Architecture)。在计算机中,应用二进制接口描述了应用程序(或者其他类型)和操作系统之间或其他应用程序的低级接口。

    EABI:嵌入式ABI。嵌入式应用二进制接口指定了文件格式、数据类型、寄存器使用、堆积组织优化和在一个嵌入式软件中的参数的标准约定。开发者使用自己的汇编语言也可以使用 EABI 作为与兼容的编译器生成的汇编语言的接口。

    两者主要区别是,ABI是计算机上的,EABI是嵌入式平台上(如ARM,MIPS等)。

2.1 arm-none-eabi编译器

可以在下面这个网址下载:
https://developer.arm.com/tools-and-software/open-source-software/developer-tools/gnu-toolchain/gnu-rm/downloads

这种编译器的名字中没有包含操作系统的信息,所以这种编译器用于编译裸机或者使用RTOS的程序,M0,M3之类的单片机都使用的是这种编译器。
对应的64位为 aarch64-none-elf。

在这里插入图片描述

2.2 arm-none-linux-eabi编译器

可以在下面这个网址下载:如何区分
https://developer.arm.com/tools-and-software/open-source-software/developer-tools/gnu-toolchain/gnu-a/downloads

这种编译器的名字中包含linux,所以这种编译器用于编译linux中的程序,32位编译器一般默认都是软件浮点。

对应的64位为aarch64-none-linux-eabi,64位编译器默认都是硬件浮点。
在这里插入图片描述

2.3 arm-linux-androideabi编译器

顾名思义是安卓编译器,64位为aarch64-linux-eabi

3. ARM编译器和ARM架构相关的编译选项

其实各芯片厂家提供的编译器主要作用就是指定了下面这些选项的默认值(当然不仅仅是下面这些选项),使用户使用起来更方便,不需要手动去指定了。

3.1 -mcpu和-march

  • -mcpu用于指定cpu的类型,例如cortex-a7,cortex-a9,cortex-a53,cortex-a73之类的。
  • -march用于指定cpu的指令集,例如armv6,armv7。

一般都是直接指定-mcpu,编译器能正确推断出-march的值。

3.2 -mfloat-abi和-mfpu

-mfloat-abi用于指定软浮点还是硬浮点

  • soft:软浮点
  • softfp:硬件浮点但是参数传递使用普通寄存器,中断的时候,只需要保存普通寄存器,中断负荷小,但性能较差,参数需要转换成浮点的再计算。
  • hard:硬浮点并且参数传递使用硬浮点寄存器,省去了转换,性能最好,但是中断负荷高。

一般armv5的CPU是soft,armv6以上的是hard,softfp的比较少

注意:不同mfloat-abi编译出来的库一般不兼容,所以整个linux系统中所有程序和库的mfloat-abi应该保持一致。

  • -mfpu用于指定硬浮点的类型,可以是vfp,vfpv3,neon-vfpv4。

一般32位CPU选择vfp或者vfpv3,64位CPU选择neon-vfpv4,或者直接不选择,让编译器根据CPU选择默认值即可。不同mfpu选项应该是能兼容的,这个没测试,印象中是可以的,只要CPU本身有相应的硬件支持就行。

3.3 通过-print-multi-lib选项,可以查看编译器支持的选项

在这里插入图片描述

3.4 通过readelf -a命令,查看程序和库对应的编译选项

在这里插入图片描述

4. 什么是Arm开发板?

一般来说再采购Arm嵌入式板卡的时候会涉及 核心板开发板

  • 如何区分核心板:CPU + 内存 + FLASH + 电源 + IO接口 等等
  • 开发板:SD卡 + 网口 + HDMI + 串口 + USB 等等

开发板有时也被叫做 底板。购买商家提供的开发板会比较贵,一般前期测试会使用,后期只是购买核心板,然后自行开发底板(开发板)。

5. 其他

  1. 如何区分arm支持32位还是64位

    一般我们通过从指令集来区分,从ARMv3到ARMv7支持32位空间和32位算数运算。

    2011年发布的ARMv8-A架构添加了对64位空间和64位算术运算的支持。

    总结常见的:

    1. armv8是64位的,也可以叫 aarch64
    2. armv7是32位的
  2. armv7、armv7l和armv7hl有什么区别?

    armv7l中的 l 代表Little-Endian,与之对应的就是Big-Endian,含义是字节序

    • Little-Endian就是低位字节排放在内存的低地址端,高位字节排放在内存的高地址端。
    • Big-Endian就是高位字节排放在内存的低地址端,低位字节排放在内存的高地址端。

    armv7hl中的 h 代表hard-float,指浮点运算直接由CPU(APU)完成,而不用通过软件库编译成定点算法实现,对应的是soft-float。

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:http://www.mzph.cn/news/535956.shtml

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系多彩编程网进行投诉反馈email:809451989@qq.com,一经查实,立即删除!

相关文章

模拟神器之QEMU

1. 简介 QEMU(quick emulator)是一款由法布里斯贝拉(Fabrice Bellard)等人编写的免费的可执行硬件虚拟化的(hardware virtualization)开源托管虚拟机(VMM)。 QEMU 是一个托管的虚拟…

X86_64平台运行Arm docker容器

QEMU是什么 QEMU是一个通用的开源的跨平台仿真模拟器,提供user和system两种模式。其模拟的作用可是可以模拟在特定的体系结构下的应用的执行或者构建,比如在x86的体系结构的操作系统上运行ARM的应用。 常见问题的场景 在ARM体系结构的硬件环境中安装D…

Boost Arm 交叉编译

Boost Arm 交叉编译 1. 源码下载 下载地址:https://sourceforge.net/projects/boost/files/boost/ 这里下载 1.74.0 版本 然后解压。 2. 配置 有些库我们是不需要的,所以就不需要编译,可以通过 -show-libraries 查看库列表 vincentmsi-…

为什么Linux会开机黑屏?

有的童鞋由于工作的需要,或者想体验一把无广告的世界,会去尝试使用Linux的发行版,但是经常被Linux拒之门外,甚至连系统到装不上,当然这个现象也在越来越少,只有更多的人去使用它,它才会变的更好…

Golang跨平台UI框架之Wails(一)

Golang作为后端、脚手架、API服务等很常见,但Go不仅仅局限于此,它的目标是星辰大海!本系列文章就开始讲解如何使用Go来构建现代化的桌面级程序。 1. 初识Wails Wails 是一个框架,可使用 Go 和 Web 技术编写桌面应用程序。我们先来欣赏一下美图: Go官方是不支持写带有GUI…

Linux安装NVIDIA显卡驱动的正确姿势

文章目录Linux安装NVIDIA显卡驱动的正确姿势什么是nouveau驱动?检测NVIDIA驱动是否成功安装集显与独显的切换使用标准仓库进行自动化安装使用**PPA**仓库进行自动化安装使用官方的NVIDIA驱动进行手动安装常见问题解决Linux安装NVIDIA显卡驱动的正确姿势 可能想玩Li…

Linux安装CUDA的正确姿势

Linux安装CUDA的正确姿势 CUDA(Compute Unified Device Architecture,统一计算架构)是由NVIDIA所推出的一种集成技术,是该公司对于GPGPU的正式名称。 透过这个技术,用户可利用NVIDIA的GeForce 8以后的GPU和较新的Qua…

Linux升级内核的正确姿势

Linux升级内核的正确姿势 很多童鞋在玩耍linux发行版的时候,都会遇到各种各样的问题,比如:网卡不能使用,亮度不能调节,触摸板不能识别,蓝牙不能使用等等,这些关系都和linux的内核有关系。 什么…

Ubuntu 18.04安装NVIDIA(英伟达) RTX2080Ti显卡

Ubuntu 18.04安装NVIDIA(英伟达) RTX2080Ti显卡 在安装显卡之前请先把ubuntu 18.04系统提前安装好。 需要准备的资料: NVIDIA 驱动 下载驱动 驱动的下载地址,在此下载页面选择合适的显卡,目前最新的显卡驱动版本是…

Ubuntu18.04安装cuDNN和Tensorflow的正确姿势

文章目录Ubuntu18.04安装cuDNN和Tensorflow的正确姿势一、检查NVIDIA驱动是否安装成功二、检查CUDA是否安装成功三、安装cuDNN1. 确定版本2. 下载安装包3. 解压安装4. 安装libcupti四、安装Tensorflow1. 确定版本2. 安装pip3. 安装Tensorflow4. 检查是否正常运行五、错误解决1.…

Vim从理解到应用

1991 年,来自荷兰的一名工程师 Bram Moolenaar 为了在他的Amiga计算机上复制Vi的功能,正式发布 了Vim的第一个版本。在当时无论谁也没想到,这款软件未来能在技术圈爆发出那么大的威力,为千千万万的工程师节省了无数时间&#xff0…

JAVA知识基础(一):数据类型

在我们学习一门编程语言时,最先要了解的就是数据类型,而数据类型又都是抽象的概念,初学者理解起来比较困难,所以我们往往是先应用再理解,但是在本篇文章我决定用先理解再应用的方式尝试一下,试试效果。 1、…

Nginx(一):概念基础

上一篇我们介绍了Nginx的背景,现在我们就要开始正式对Nginx的学习了。本篇我们将对Nginx的基本定义进行介绍,了解Nginx到底是什么。然后我们会介绍Nginx最基本的三个概念:反向代理、负载均衡、动静分离。 1、Nginx是什么 Nginx(“engine x”…

Nginx(二):安装、配置、常用命令

1、Nginx在Linux操作系统中的安装 这里简单介绍一下nginx的安装了 1.1、前期准备 在安装nginx之前我们要提前准摆好它的编译工具以及库文件:zlib、poenssl。 还有有让Nginx支持Rewrite功能的PCRE. 安装的途径有很多可以参考:https://www.runoob.com/lin…

Nginx(三):反向代理

我们本篇将通过两个实例进行对Nginx反向代理的学习。 1、概念基础 反向代理,其实客户端对代理是无感知的,因为客户端不需要任何配置就是可以访问。我们只需要将请求发送到反向代理服务器上,有反向代理服务器去选择目标服务器获取数据后&…

Nginx(四):负载均衡Load balancing

1、概念基础 Load balancing,即负载均衡,是一种计算机技术,用来在多个计算机(计算机集群)、网络连接、CPU、磁盘驱动器或其他资源中分配负载,以达到最优化资源使用、最大化吞吐率、最小化响应时间、同时避…

MIP开发教程(三) 使用MIP-CLI工具调试组件

一 . 在 mip-extensions 仓库中创建新的组件二 . 预览调试组件 三 . 在 MIP 页中引用自己编写的 MIP 组件 四 . 组件提交到 GitHub 仓库时需要进行校验 站长开发的非通用组件,使用 组件上线平台 提交,上线后代码位于 GitHub/mip-extension-platform 仓…

MIP开发教程(二) 使用MIP-CLI工具调试MIP网页

初始化 MIP 配置 新建一个 MIP 网页 编写 MIP 网页代码 校验 MIP 网页 调试 MIP 网页 1. 初始化 MIP 配置 首先在html目录下进行初始化 MIP 配置: $ mip init 此时会创建mip.config文件: 2. 新建一个 MIP 网页 在mip-project/html文件夹下输入如下…

Nginx(五):动静分离

1、概念基础 Nginx动静分离简单来说就是把动态请求和静态请求分开,不能理解成只是单纯的把动态页面静态页面的物理分离。严格意义上说应该是动态请求跟静态请求的分开,可以理解成使用Nginx处理静态页面,Tomcat处理动态页面。动静分离从目前实…

Nginx(六):配置nginx高可用集群

我们知道在我们使用nginx代理多态tomcat服务器时,如果某台tomcat服务器发生宕机,那么nginx的分配机制可以自动将其剔除。但是如果发生了nginx的宕机状况,又该如何解决呢。 1、配置高可用的集群 1.1、什么是高可用 高可用HA(Hig…