ARM平台处理器简介
1.总体情况
先从ARM的wiki上抄个表过来：
| Architecture | Family |
| ARMv1 | ARM1 |
| ARMv2 | ARM2,ARM3 |
| ARMv3 | ARM6,ARM7 |
| ARMv4 | StrongARM,ARM7TDMI,ARM9TDMI |
| ARMv5 | ARM7EJ,ARM9E,ARM10E,XScale |
| ARMv6 | ARM11, Cortex-M |
| ARMv7 | Cortex-A,Cortex-M,Cortex-R |
| ARMv8 | - |
左侧的一列可以视作是ARM处理器的各个“代”，而右侧则是同一代的各个“家族”（或者说“系列”）。现在基本已是ARMv7的时代，ARMv6及更早的Architecture只在一些低端的设备上能见到了。而ARMv8则是ARM平台的未来时，被设计为64位的架构，显然不是主要面向移动设备的。不过到现在为止ARMv8也只是有一些资料，离真正面世还有一段时间。
现在把重点放在ARMv7，更确切的，是ARMv7中的Cortex-A系列核心上来。Cortex-M系列处理面向嵌入式应用，而Cortex-R系列则面向实时应用，Cortex-A，则面向广大的手机用户。
2.Cortex-A系列的众多核心们
| 核心 | Cortex-A5 | Cortex-A7 | Cortex-A8 | Cortex-A9 | Cortex-A15 |
| 发布年份 | 2009年 | 2011年 | 2006年 |
2007年 | 2011年 |
| 核心 | 1-4核 | 1-4核 | 单核 |
1-4核 | 最多4核每cluster，每物理核最多2个cluster |
| 流水线 | 8级（in-order） |
8-10级 | 13级（整点 in-order） |
8级（out-of-order） | 12级in-order加3-12级out-of-order |
| 硬件虚拟化 | 否 | 是 | 否 | 否 | 是 |
| L1 Cache | 4-64K/4-64K | 8-64K/8-64K | 16-32K/16-32K | 16-64K/16-64K | 32K/32K |
| 大物理地址扩展 | 否 | 是 | 否 | 否 | 是 |
| 浮点部件 | VFPv4 | VFPv4 | VFPv3 | VFPv3 | VFPv4 |
*发布年份是ARM公布核心的时间（可能不太准确）。
*A15的流水线前12级是in-order的，后面则是out-of-order的多种流水线，级数从3到12不等。A7类似，NEON部件的流水线是10级，整点则是8级。
现在来分析一下各个核心的参数。首先是Cortex-A后面的编号，大体上，这个编号代表该核心的性能，或者说在ARM产品线中的位置。比如A5面向低端应用，编号最小；A15是目前ARMv7性能中性能最高的核心；A7虽然发布晚于A8，而且规格接近，但由于限制了双发带宽，其性能预期是低于A8的。总的来看，A5的定位最低端，取代ARMv7之前的产品；A15最高端，A7性能低于A8，但更加节能，成本也更低；A8/A9则可能被取代，不过目前仍然是主流；A15则是目前为止ARM处理器中规格最高的了。
再看一下较新的核心中几个重要的特性。A7和A15支持硬件虚拟化，以A7的定位来说硬件虚拟化的支持似乎没有太多用武之地，不过对于A15来说则表明A15可能用于传说中的ARM服务器（不过算算时间似乎也没有太多A15发挥的余地，毕竟64位的ARMv8更适合用于服务器）。大物理地址扩展（LPAE）和x86上的PAE相似，允许32位的ARM处理器最大寻址2^40bit的内存（1TB）。这又是一个表明A15可用于服务器的迹象，毕竟4G的寻址空间对现在的服务器来说完全不够用啊。
3.浮点和高级SIMD部件
ARMv7开始使用VFPv3版本的浮点部件，而ARMv7中更新的核心则使用了VFPv4（ 见前面表格）。VFPv2则用于ARMv7之前的核心，现在还有一部分低端手机使用这种处理器；而使用VFPv1浮点部件的核心已经基本淘汰掉了。ARM的高级SIMD部件称为NEON，从ARMv7开始出现
ARM浮点部件的一个问题是对很多核心来说是可选的，一些处理器并没有浮点部件。不仅如此，尽管ARMv7的处理器基本都实现了浮点部件，但浮点部件也有多个可选实现，再加上NEON部件也是可选的，最后导致市面上的ARM处理器对浮点/SIMD的支持并不一致。下表列出了主要的VFPv3实现的版本（VPFv4的资料需要补充）：
| 版本 | 寄存器 | 其他特性 |
| VFPv3(-D32) | 32个64位寄存器，32个32位寄存器 | |
| VFPv3-FP16 | 同上 | 半精度扩展（FP16的含义） |
| VFPv4(-D32) | 同上 | VFPv4总是实现半精度扩展和Fused Multiply-Add 扩展 |
| VFPv3-D16 | 16个64位寄存器，32个32位寄存器 | |
| VFPv3-D16-FP16 | 同上 | 半精度扩展 |
| VFPv4-D16 | 同上 | 同VFPv4 |
上表中所说的32位寄存器和64位寄存器并不是独立的，前16个64位寄存器每个可以视为2个32位寄存器，同时，两个64位寄存器可以视为一个128位寄存器。下图来自ARM官方文档，展示了32位寄存器和64位寄存器的关系：
对于VFPv3-D16、VFPv3-D16-FP16和VFPv4-D16来说，上图中的D16~D31是不存在的。除了上表中的版本，VFPv3还有单精度版本，只实现了单精度浮点数的运算指令，gcc中称这种版本的VFPv为“vfpv3xd”，相应的，还有vfpv3xd-fp16。不过这种实现的ARM处理比较少见。
NEON部件和浮点部件关系密切，在两者同时存在时，使用的是同一套寄存器。不过，NEON的寄存器数目是固定的，和VFPv3/VFPv-FP16/VFPv4相同。这意味着，NEON不能和VFPv3-D16/VFPv3-D16-FP16这种寄存器阉割版共存。当没有浮点部件时，NEON部件只能进行整点运算。下表是NEON和VFP部件可能的组合：
| NEON部件 | VFP部件 | 说明 |
| 仅整型 | 未实现 | |
| 整型和单精度浮点 | 单精度浮点 | |
| 整型和单精度浮点 | 单精度和双精度浮点 | |
| 未实现 | 单精度浮点 | |
| 未实现 | 单精度和双精度浮点 |
从上面这个表可以看出，即使VFP部件实现了双精度运算的功能，NEON部件也只能进行单精度运算。不止如此，gcc的手册之处，NEON的浮点运算不完全符合IEEE 754标准，在某些情况下会损失精度，因此即使使用了自动向量化的选项，浮点运算的向量化默认也是关闭的。
依据半精度和Fused Multiply-Ad扩展的实现情况，NEON部件可以分为3种版本：
高级SIMDv1：两者均未实现
高级SIMDv1带半精度扩展：实现了半精度扩展
高级SIMDv2：同时实现了半精度和Fused Multiply-Ad扩展
而NEON半精度和Fused Multiply-Ad扩展的实现情况与VFP部件是相关的。
总结一下VFP和NEON的特点：
1.VFPv3/VFPv4分为根据寄存器情况分为D16和D32两个版本，D16的双精度（64位）寄存器只有16个。
2.D16版本的VFP不能和NEON部件共存。
3.NEON部件单独存在时只能进行整点运算
4.实现了半精度扩展的VFPv3称为FP16版本，如果连Fused Multiply-Ad扩展也实现了，就是VFPv4了。
除了上面所说的，ARMv7处理器还有很多特性。由于我了解的不多，就不多说了