1.ARM基础概念及芯片平台

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1.1.ARM发展的里程碑
(1)ARM的前身为艾康电脑（Acorn），于1978年，于英国剑桥创立。在1980年代晚期，苹果电脑开始与艾康电脑合作开发新版的ARM核心。1985年开发出全球第一款商用RISC处理器，即ARM1。1990年艾康电脑财务危机，受苹果和VLSI的投资，分割出独立子公司Advanced RISC Machines (ARM) ，ARM公司正式成立面世。
(2)1991年，ARM推出第一款嵌入式RISC处理器，即ARM6。1993年，发布ARM7。1997年，发布ARM9TDMI。1999年，发布ARM9E。2001年，发布ARMv6架构。2002年，发布ARM11微架构。
(3)2004年，发布ARMv7架构的Cortex系列处理器，同时推出Cortex-M3。2005年，发布Cortex-A8处理器。2007年，发布Cortex-M1和Cortex-A9。2009年，实现Cortex-A9、发布Cortex-M0。2010年，推出Cortex-M4、成立Linaro，推出Cortex-A15 MPcore高性能处理器。
(4)2011年，推出Cortex-A7，ARMv8发布。2012年，开始64位处理器进程…
(5)总结：成功有时候是不经意的； 发展很快、也很慢；从设计到产品，需要很长时间努力。

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1.2.ARM的商业模式和生态系统
(1)ARM之前的半导体圈：Intel、AMD、Motorola、Zilog、VIA（中国台湾威盛），这些公司自己设计IC、自己生产芯片、自己销售。
(2)ARM的商业模式：ARM只负责设计IC，并且出卖自己的设计IP（版权）。ARM自己不生产芯片，而是把设计IP授权给其他半导体厂商来生产芯片。严格地说，ARM并不是一家半导体厂商。
(3)ARM的合作伙伴：国际大厂商有SAMSUNG、TI、ST、NXP（飞利浦）、VLSI、Digital Semiconductor、Sony、Qualcomm（高通）、HP、IBM；中国授权厂商有华为海思、全志、瑞芯微、MTK（中国台湾）。
(4)ARM的启示：不要抱怨劣势地位，劣势可能反而是机会；要想成功，先学会帮助别人、成全别人，只想着自己的人是没有机会的；社会越来越成熟，成熟社会的特征就是分工不断细化。

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1.3.为什么选择三星的CPU学习
(1)三星CPU本身在国内使用广泛、有很好的企业应用基础；资料多、积累好，便于学习（譬如三星的S3C2440的CPU）；开发板和方案商多，软硬件平台好找；三星的体系很典型，很适合用来学习。
(2)三星主要的ARM内核的CPU：ARM7-44B0（性能几乎相当于stm32）；ARM9-2440、2410（芯片已经停产，三星推出2416作为替代品）；ARM11-6410（介于2440和210之间的过度型产品）；A8-S5PV210、S5PC100（比较稳定的方案，210针对平板电脑，100针对手机）；A9-4412、4418（目前较新的方案，4核，4412针对手机，4418针对平板电脑）。

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1.4.ARM各种版本号
(1)ARM7和ARMv7不是一回事？（ARM7是SoC版本号、ARMv7是内核版本号）；Cortex-A9比Cortex-A7更先出来？（A8先出来，然后出现A9、然后出现A7和A15。A8为单核，A9为多核但是功耗和性能比较折中，为满足不同的要求，后续出现的A15性能变强但功耗变高、A7降低性能但功耗变小，所以现在高端手机一般使用A15，A9是主流，山寨平板电脑一般使用A7）。
(2)ARM的内核版本号：ARMv7；ARM的SoC版本号：Cortex-A8；ARM的芯片型号：S5PV210（详情见图1）。
(3)A（application应用级处理器，即手机、平板、电脑的CPU）；R（实时处理器，响应速度快，主要用于工业、航天等领域）；M（microcontroller微控制器，即单片机，M0(低功耗)、M0+、M3、M4(增加浮点运算)、M7(物联网)）。
(4)ARM内核版本号和SoC版本号是由ARM确定的，而SoC型号是由半导体公司确定。Cortex系列后ARM产品线分割成3个系列，这个是市场细分的需要和选择。ARM已经发布了一些64位架构如A53等，主要面向高性能服务器类应用。ARM下一步重点发展方向是Cortex-M7，特点是低功耗，主要面向物联网终端。

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1.5.SoC和CPU的区别
(1)CPU=运算器+控制器；SoC=System on Chip。现在芯片的发展方向：从CPU到SoC，目前已经没有纯粹的CPU了，都是SoC。ARM出卖的内核其实就是CPU（当然还需要总线），各种外设是半导体厂商自己添加的（见图2）。
(2)外设就是外部设备，SoC中外设大部分都跑进去了，只有网卡、音频编解码等个别还经常在外面。芯片设计的趋势是更大集成度，近年甚至将音视频编解码、DDR都集成进SoC内做成所谓单芯片解决方案，如海思Hi3518E。
(3)裸机学习其实就是学习SoC的内核（CPU，表现为汇编指令集）和各种外设（如串口）。

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1.6.主流学习型芯片介绍
(1)三星公司：S3C44B0（典型ARM7处理器，当时被当做单片机使用）；S3C2440、S3C2410（芯片早已停产，替代品为2416）；S3C6410（介于2440和210之间的过度型产品）；S5PV210（目前最适合学习嵌入式的平台）；Exynos4412、S5P4418（非常新，资料很少，价格较贵）。
(2)Freescale的i.MX5系列（侧重于工控领域，资料支持不够完善）；TI的Omap系列（一般都内置了DSP，和ARM形成双核，侧重于音视频的处理领域，譬如机顶盒）；Qualcomm的骁龙系列（高通在3G、4G通信领域有很多专利，独霸高端智能手机领域）；全志科技A10、A20、A31、A33（均为Cortex-A7的架构，低功耗、价格便宜、性能折中）；行业专用型SoC如华为海思HI3518系列（专门被设计用来做安防领域监控摄像机，ARM9内核，内置了DSP系统来支持H.264的编解码，成本非常低）。
(3)针对学习平台的要求：资料多、好找；应用多、有市场需求和底蕴；底层代码无过度封装（例如全志科技的平板方案，底层封装得非常完善，直接一键配置、编译，学不到任何东西）；难易适中（譬如2440相对目前主流开发平台来说太简单了）。
(4)本人芯片平台：SoC型号：三星S5PV210；SoC版本号：Cortex-A8；内核版本号：ARMv7；运行主频1GHz。开发板：粤嵌GEC210开发板；DDR2内存容量为512MB（字节）；NandFlash容量为512MB（字节）（见图3）。软件支持：Android-4.0、Android2.3、linux2.6.35+Qt4.7/Qtopia2/Qtopia4。裸机实验方法：USB启动下载+SD卡启动。

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