一、什么是ARM架構(gòu)

　　ARM架構(gòu)過去稱作進(jìn)階精簡(jiǎn)指令集機(jī)器（AdvancedRISCMachine，更早稱作：AcornRISCMachine），是一個(gè)32位精簡(jiǎn)指令集（RISC）處理器架構(gòu)，其廣泛地使用在許多嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)。由于節(jié)能的特點(diǎn)，ARM處理器非常適用于移動(dòng)通訊領(lǐng)域，符合其主要設(shè)計(jì)目標(biāo)為低耗電的特性。

　　在今日，ARM家族占了所有32位嵌入式處理器75%的比例，使它成為占全世界最多數(shù)的32位架構(gòu)之一。ARM處理器可以在很多消費(fèi)性電子產(chǎn)品上看到，從可攜式裝置（PDA、移動(dòng)電話、多媒體播放器、掌上型電子游戲，和計(jì)算機(jī)）到電腦外設(shè)（硬盤、桌上型路由器）甚至在導(dǎo)彈的彈載計(jì)算機(jī)等軍用設(shè)施中都有他的存在。在此還有一些基于ARM設(shè)計(jì)的派生產(chǎn)品，重要產(chǎn)品還包括Marvell的XScale架構(gòu)和德州儀器的OMAP系列。

二、ARM架構(gòu)圖

　　下圖所示的是ARM構(gòu)架圖。它由32位ALU、若干個(gè)32位通用寄存器以及狀態(tài)寄存器、32×8位乘法器、32×32位桶形移位寄存器、指令譯碼以及控制邏輯、指令流水線和數(shù)據(jù)/地址寄存器組成。

　　1、ALU：它有兩個(gè)操作數(shù)鎖存器、加法器、邏輯功能、結(jié)果以及零檢測(cè)邏輯構(gòu)成。

　　2、桶形移位寄存器：ARM采用了32×32位的桶形移位寄存器，這樣可以使在左移/右移n位、環(huán)移n位和算術(shù)右移n位等都可以一次完成。

　　3、高速乘法器：乘法器一般采用“加一移位”的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)乘法。ARM為了提高運(yùn)算速度，則采用兩位乘法的方法，根據(jù)乘數(shù)的2位來(lái)實(shí)現(xiàn)“加一移位”運(yùn)算;ARM高速乘法器采用32×8位的結(jié)構(gòu)，這樣，可以降低集成度（其相應(yīng)芯片面積不到并行乘法器的1/3）。

　　4、浮點(diǎn)部件：浮點(diǎn)部件是作為選件供ARM構(gòu)架使用。FPA10浮點(diǎn)加速器是作為協(xié)處理方式與ARM相連，并通過協(xié)處理指令的解釋來(lái)執(zhí)行。

　　5、控制器：ARM的控制器采用的是硬接線的可編程邏輯陣列PLA。

　　6、寄存器

三、x86架構(gòu)

　　目前的PC架構(gòu)絕大多數(shù)都是Intel的X86架構(gòu)，貌似也是因?yàn)镮NTEL的這個(gè)X86架構(gòu)早就了目前INTEL如日中天的地位。X86架構(gòu)（The X86 architecture）是微處理器執(zhí)行的計(jì)算機(jī)語(yǔ)言指令集，指一個(gè)intel通用計(jì)算機(jī)系列的標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)縮寫，也標(biāo)識(shí)一套通用的計(jì)算機(jī)指令集合。

　　當(dāng)然，這個(gè)架構(gòu)圖并不是所有的都是如此，根據(jù)不同的主板，平臺(tái)，架構(gòu)是略有差別的比如說(shuō)，目前很多主板已經(jīng)將北橋集成到CPU當(dāng)中，將南橋集成為PCH，但大致的框架還是如此的。下面對(duì)這個(gè)架構(gòu)圖上的各個(gè)內(nèi)容分別進(jìn)行一些簡(jiǎn)介。

　　1：CPU，大家都不陌生的名詞，中央處理器，計(jì)算機(jī)的核心大腦。

　　2： 北橋（North Bridge Chipset）：北橋是電腦主板上的一塊芯片，位于CPU插座邊，起連接作用。

　　3：南橋芯片（South Bridge）是主板芯片組的重要組成部分，一般位于主板上離CPU插槽較遠(yuǎn)的下方，PCI插槽的附近，這種布局是考慮到它所連接的I/O總線較多，離處理器遠(yuǎn)一點(diǎn)有利于布線。

　　4： 內(nèi)存是計(jì)算機(jī)中重要的部件之一，它是與CPU進(jìn)行溝通的橋梁。計(jì)算機(jī)中所有程序的運(yùn)行都是在內(nèi)存中進(jìn)行的，因此內(nèi)存的性能對(duì)計(jì)算機(jī)的影響非常大。

　　5：顯卡（Video card，Graphics card）全稱顯示接口卡，又稱顯示適配器，是計(jì)算機(jī)最基本配置、最重要的配件之一。

　　6：顯示接口

　　7：網(wǎng)卡是工作在鏈路層的網(wǎng)絡(luò)組件，是局域網(wǎng)中連接計(jì)算機(jī)和傳輸介質(zhì)的接口，不僅能實(shí)現(xiàn)與局域網(wǎng)傳輸介質(zhì)之間的物理連接和電信號(hào)匹配，還涉及幀的發(fā)送與接收、幀的封裝與拆封、介質(zhì)訪問控制、數(shù)據(jù)的編碼與解碼以及數(shù)據(jù)緩存的功能等。

　　8：聲卡的基本功能是把來(lái)自話筒、磁帶、光盤的原始聲音信號(hào)加以轉(zhuǎn)換，輸出到耳機(jī)、揚(yáng)聲器、擴(kuò)音機(jī)、錄音機(jī)等聲響設(shè)備，或通過音樂設(shè)備數(shù)字接口（MIDI）使樂器發(fā)出美妙的聲音。

　　9：SATA（Serial Advanced Technology Attachment，串行高級(jí)技術(shù)附件）是一種基于行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的串行硬件驅(qū)動(dòng)器接口，是由Intel、IBM、Dell、APT、Maxtor和Seagate公司共同提出的硬盤接口規(guī)范。

　　10：硬盤是電腦主要的存儲(chǔ)媒介之一，由一個(gè)或者多個(gè)鋁制或者玻璃制的碟片組成。碟片外覆蓋有鐵磁性材料。

　　11：總線

四、ARM架構(gòu)和x86架構(gòu)有什么區(qū)別

　　一、性能

　　X86結(jié)構(gòu)的電腦無(wú)論如何都比ARM結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)在性能方面要快得多、強(qiáng)得多。X86的CPU隨便就是1G以上、雙核、四核大行其道，通常使用45nm（甚至更高級(jí)）制程的工藝進(jìn)行生產(chǎn)；而ARM方面：CPU通常是幾百兆，最近才出現(xiàn)1G左右的CPU，制程通常使用不到65nm制程的工藝，可以說(shuō)在性能和生產(chǎn)工藝方面ARM根本不是X86結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的對(duì)手。

　　但ARM的優(yōu)勢(shì)不在于性能強(qiáng)大而在于效率，ARM采用RISC流水線指令集，在完成綜合性工作方面根本就處于劣勢(shì)，而在一些任務(wù)相對(duì)固定的應(yīng)用場(chǎng)合其優(yōu)勢(shì)就能發(fā)揮得淋漓盡致。

　　二、擴(kuò)展能力

　　X86結(jié)構(gòu)的電腦采用“橋”的方式與擴(kuò)展設(shè)備（如：硬盤、內(nèi)存等）進(jìn)行連接，而且x86結(jié)構(gòu)的電腦出現(xiàn)了近30年，其配套擴(kuò)展的設(shè)備種類多、價(jià)格也比較便宜，所以x86結(jié)構(gòu)的電腦能很容易進(jìn)行性能擴(kuò)展，如增加內(nèi)存、硬盤等。

　　ARM結(jié)構(gòu)的電腦是通過專用的數(shù)據(jù)接口使CPU與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備進(jìn)行連接，所以ARM的存儲(chǔ)、內(nèi)存等性能擴(kuò)展難以進(jìn)行（一般在產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)已經(jīng)定好其內(nèi)存及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的容量），所以采用ARM結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)，一般不考慮擴(kuò)展。基本奉行“夠用就好”的原則。

　　三、操作系統(tǒng)的兼容性

　　X86系統(tǒng)由微軟及Intel構(gòu)建的Wintel聯(lián)盟一統(tǒng)天下，壟斷了個(gè)人電腦操作系統(tǒng)近30年，形成巨大的用戶群，也深深固化了眾多用戶的使用習(xí)慣，同時(shí)x86系統(tǒng)在硬件和軟件開發(fā)方面已經(jīng)形成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，幾乎所有x86硬件平臺(tái)都可以直接使用微軟的視窗系統(tǒng)及現(xiàn)在流行的幾乎所有工具軟件，所以x86系統(tǒng)在兼容性方面具有無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)。

　　ARM系統(tǒng)幾乎都采用Linux的操作系統(tǒng)，而且?guī)缀跛�有的硬件系統(tǒng)都要單獨(dú)構(gòu)建自己的系統(tǒng)，與其他系統(tǒng)不能兼容，這也導(dǎo)致其應(yīng)用軟件不能方便移植，這一點(diǎn)一直嚴(yán)重制約了ARM系統(tǒng)的發(fā)展和應(yīng)用。GOOGLE開發(fā)了開放式的Android系統(tǒng)后，統(tǒng)一了ARM結(jié)構(gòu)電腦的操作系統(tǒng)，使新推出基于ARM結(jié)構(gòu)的電腦系統(tǒng)有了統(tǒng)一的、開放式的、免費(fèi)的操作系統(tǒng)，為ARM的發(fā)展提供了強(qiáng)大的支持和動(dòng)力。

　　四、軟件開發(fā)的方便性及可使用工具的多樣性

　　X86結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)推出已經(jīng)近30年，在此期間，x86電腦經(jīng)過飛速發(fā)展的黃金時(shí)期，用戶的應(yīng)用、軟件配套、軟件開發(fā)工具的配套及兼容等工作，已經(jīng)到達(dá)非常成熟甚至可以說(shuō)是完美的境界。所以使用X86電腦系統(tǒng)不僅有大量的第三方軟件可供選擇，也有大量的軟件編程工具可以幫助您完成您所希望完成的工作。

　　ARM結(jié)構(gòu)的電腦系統(tǒng)因?yàn)橛布�性能的制約、操作系統(tǒng)的精簡(jiǎn)、以及系統(tǒng)兼容等問題的制約，造成ARM結(jié)構(gòu)的電腦系統(tǒng)不可能像X86電腦系統(tǒng)那樣有眾多的編程工具和第三方軟件可供選擇及使用，ARM的編程語(yǔ)言大多采用C和JAVA。

　　對(duì)這一點(diǎn)的比較，更直接的結(jié)論是：基于x86結(jié)構(gòu)電腦系統(tǒng)平臺(tái)開發(fā)軟件比arm結(jié)構(gòu)系統(tǒng)更容易、更簡(jiǎn)單、實(shí)際成本也更低，同時(shí)更容易找到第三方軟件（免去自己開發(fā)的時(shí)間和成本），而且軟件移植更容易。

　　從以上對(duì)比分析，給了我們的一個(gè)很清晰的感覺，ARM和X86結(jié)構(gòu)的電腦根本就無(wú)法對(duì)比，ARM根本就不是X86電腦的的對(duì)手。是的，如果只考慮上述幾個(gè)方面的要數(shù)，ARM確實(shí)無(wú)法與X86電腦競(jìng)爭(zhēng)，甚至連比較的資格都沒有。但是近1、2年，ARM的產(chǎn)品在終端應(yīng)用特別是手持終端應(yīng)用飛速發(fā)展（如：智能手機(jī)、平板電腦等），其銷售數(shù)量已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出x86結(jié)構(gòu)的電腦銷售數(shù)量，可見ARM是具有其與X86結(jié)構(gòu)電腦不可對(duì)比的優(yōu)勢(shì)。該優(yōu)勢(shì)就是：功耗。

　　五、功耗

　　X86電腦因考慮要適應(yīng)各種應(yīng)用的需求，其發(fā)展思路是：性能+速度。20多年來(lái)x86電腦的速度從原來(lái)8088的幾M發(fā)展到現(xiàn)在隨便就是幾G，而且還是幾核，其速度和性能已經(jīng)提升了千、萬(wàn)倍，技術(shù)進(jìn)步使x86電腦成為大眾生活中不可缺少的一部分。但是x86電腦發(fā)展的方向和模式，使其功耗一直居高不下，一臺(tái)電腦隨便就是幾百瓦，即使是號(hào)稱低功耗節(jié)能的手提電腦或上網(wǎng)本，也有十幾、二十多瓦的功耗，這與ARM結(jié)構(gòu)的電腦就無(wú)法相比。