ARM-Architektur

Die ARM-Architektur ist ein Kern-Design für eine Familie von 32-bittigen Mikroprozessoren, die dem RISC-Konzept folgen.

Entstehung

Das ARM Design wurde 1983 vom englischen Computerhersteller Acorn Computers Ltd. als Entwicklungsprojekt gestartet. Das Team, unter der Leitung von Roger Wilson und Steve Furber, begann die Entwicklung eines leistungsfähigen Prozessors für einen Nachfolger der bis dahin auf dem 6502 basierenden Computer.

Anstatt, wie die Konkurrenz, auf Prozessoren der Firmen Intel oder Motorola zurückzugreifen, entwickelte man einen eigenen Prozessor, den ARM (Acorn Risc Machine), mit 32 Bit und einer geplanten Taktfrequenz von 4 MHz. Die Tests mit den Prototypen verliefen derart erfolgreich, dass die späteren Serienprozessoren (ARM2), die in den neu entwickelten Rechnern (Acorn Archimedes) verbaut wurden, direkt mit 8 MHz getaktet wurden. Tests ergaben, dass diese Rechner bei praktisch gleicher Taktfrequenz etwa achtmal schneller waren als die Konkurrenten Commodore Amiga und Atari ST.

Nachdem der ARM2 1989 zum ARM3 (mit Cache und höherer Taktfrequenz) weiterentwickelt worden war und immer mehr Firmen Interesse an diesen Prozessoren bekundet hatten, gründete Acorn im Jahre 1990 zusammen mit Apple und VLSI Technology die Firma Advanced RISC Machines Ltd. (ARM) mit Sitz in Großbritannien.

Eigenschaften

Die Architektur zeichnet sich durch einen effizienten Befehlssatz aus, der teilweise an den 6502 angelehnt ist, erlaubt eine kompakte Umsetzung in einem ASIC-Design und ist gut geeignet für Optimierungen im Bereich der Ausführungsgeschwindigkeit und der Stromaufnahme. Eine bedeutende Implementierung ist der als StrongARM bekannte Mikroprozessor.

Der Hersteller Intel ist neben anderen Marktteilnehmern Lizenznehmer der Firma Advanced RISC Machines Ltd. und darf somit auf der ARM-Architektur basierende Prozessoren herstellen. Darüberhinaus darf Intel (neben z.B. Motorola/Freescale oder Philips), im Gegensatz zu den meisten anderen Lizenznehmern, Änderungen und Erweiterungen am ARM Core durchführen. So vertreibt Intel unter dem Namen XScale eine in Lizenz gefertigte ARM-CPU und weitere ebenfalls als XScale bezeichnete und per Bus angebundene Peripherie-Halbleiter.

Die GNU Compiler Collection kann Code für ARM erzeugen. Der Linux-Kernel läuft auf dieser CPU-Klasse.

Einsatzgebiet

Aufgrund seiner geringen Leistungsaufnahme kommen ARM-Prozessoren in vielen eingebetteten Systemen, wie Mobiltelefonen, PDAs und Routern zum Einsatz, z.B. im iPod von Apple oder den neueren PDAs von ASUS. Die Rechner der Acorn-Archimedes- und Risc-PC-Reihe von Acorn verwendeten ebenfalls ARM-CPUs. Nachfolgemodelle dieser Desktop-Rechner sind unter anderem von der Firma Castle Technology unter dem Namen IYONIX pc erhältlich.

Modelle

1987: ARM2
1989: ARM3
1991: ARM6
1993: ARM7
1995: ARM8
1997: ARM9
1998: ARM10
2002: ARM11
2005: ARM Cortex

Lizenznehmer

Weblinks

http://arm.com/products/CPUs/architecture.html
http://www.linux-arm.org/