ARM-Befehlssatz

Der ARM-Befehlssatz (ARM: Advanced RISC Machine) ist eine Familie von Architekturen für Prozessoren, die auf dem Prinzip der Reduced Instruction Set Computing (RISC) basieren. Hier sind einige wesentliche Punkte über den ARM-Befehlssatz:

Überblick

• RISC-Architektur: ARM-Prozessoren verwenden eine RISC-Architektur, die darauf abzielt, die Anzahl der Zyklen pro Befehl zu minimieren, was zu einer höheren Effizienz führt.
• Energieeffizienz: ARM-Prozessoren sind bekannt für ihre Energieeffizienz, weshalb sie häufig in mobilen Geräten wie Smartphones und Tablets eingesetzt werden.
• Breite Anwendung: ARM-Prozessoren finden auch Anwendung in eingebetteten Systemen, IoT-Geräten, Servern und sogar in Supercomputern.

Befehlssatz

• 32-Bit und 64-Bit: ARM bietet sowohl 32-Bit (ARMv7) als auch 64-Bit (ARMv8) Architekturen an.
• Thumb-Befehlssatz: ARM bietet auch den Thumb-Befehlssatz an, der eine komprimierte Form der Standardbefehle verwendet, um Speicherplatz zu sparen und die Effizienz zu erhöhen.
• NEON: Eine Erweiterung des ARM-Befehlssatzes für SIMD (Single Instruction, Multiple Data) zur Beschleunigung von Multimedia- und Signalverarbeitungsanwendungen.

Register

• Registerbank: ARM-Prozessoren verfügen über eine große Anzahl von Registern, typischerweise 16 allgemeine Register (R0-R15) in ARMv7.
• Statusregister: Es gibt spezielle Statusregister wie CPSR (Current Program Status Register) und SPSR (Saved Program Status Register), die Zustandsinformationen speichern.

Anwendungsfälle

• Mobile Geräte: Smartphones, Tablets
• Eingebettete Systeme: Mikrocontroller, Automobilanwendungen
• Server: ARM-basierte Serverprozessoren wie die von AWS Graviton
• IoT: Verschiedene IoT-Geräte und Sensoren

Vorteile

• Leistungsaufnahme: Geringe Leistungsaufnahme, ideal für batteriebetriebene Geräte.
• Kosten: Kosteneffizient in der Herstellung.
• Skalierbarkeit: Skalierbar von einfachen Mikrocontrollern bis hin zu leistungsstarken Serverprozessoren.