arm技术发展现状2010

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2024年6月3日发(作者：)

ARM技术的应用现状

一、ARM公司介绍

1.1ARM公司

ARM Holdings 是全球领先的半导体知识产权 (IP) 提供商，并因

此在数字电子产品的开发中处于核心地位。 ARM 公司的总部位于

英国剑桥，它拥有 1700 多名员工，在全球设立了多个办事处，

其中包括比利时、法国、印度、瑞典和美国的设计中心。

ARM（Advanced RISC Machines）是微处理器行业的一家知名企业，设计了大量高性能、廉价、耗能低的

RISC处理器、相关技术及软件。技术具有性能高、成本低和能耗省的特点。适用于多种领域，比如嵌入控

制、消费/教育类多媒体、DSP和移动式应用等。

英文全称：Advanced RISC Machines

ARM（Advanced RISC Machines）是微处理器行业的一家知名企业，设计了大量高性能、廉价、耗

能低的RISC处理器、相关技术及软件。技术具有性能高、成本低和能耗省的特点。适用于多种领域，

比如嵌入控制、消费/教育类多媒体、DSP和移动式应用等。

ARM将其技术授权给世界上许多著名的半导体、软件和OEM厂商，每个厂商得到的都是一套独一

无二的ARM相关技术及服务。利用这种合伙关系，ARM很快成为许多全球性RISC标准的缔造者。

目前，总共有30家半导体公司与ARM签订了硬件技术使用许可协议，其中包括Intel、IBM、LG半

导体、NEC、SONY、飞利浦和国民半导体这样的大公司。至于软件系统的合伙人，则包括微软、升阳

和MRI等一系列知名公司。

1991 年 ARM 公司成立于英国剑桥，主要出售芯片设计技术的授权。目前，采用 ARM技术知识产

权（ IP ）核的微处理器，即我们通常所说的 ARM 微处理器，已遍及工业控制、消费类电子产品、

通信系统、网络系统、无线系统等各类产品市场，基于 ARM 技术的微处理器应用约占据了 32 位

RISC 微处理器 75 ％以上的市场份额， ARM 技术正在逐步渗入到我们生活的各个方面。

20世纪90年代，ARM公司的业绩平平，处理器的出货量徘徊不前。由于缺乏资金，ARM做出了一

个意义深远的决定：自己不制造芯片，只将芯片的设计方案授权（licensing）给其他公司，由它们

来生产。正是这个模式，最终使得ARM芯片遍地开花，将封闭设计的Intel公司置于"人民战争"的

汪洋大海。

但是进入21世纪之后，由于手机的快速发展，出货量呈现爆炸式增长，ARM处理器占领了全球手

机市场。2006年，全球ARM芯片出货量为20亿片，2010年预计将达到45亿片。

ARM 公司是专门从事基于 RISC 技术芯片设计开发的公司，作为知识产权供应商，本身不直接从

事芯片生产，靠转让设计许可由合作公司生产各具特色的芯片，世界各大半导体生产商从ARM公司

购买其设计的 ARM 微处理器核，根据各自不同的应用领域，加入适当的外围电路，从而形成自己的

ARM 微处理器芯片进入市场。目前，全世界有几十家大的半导体公司都使用 ARM 公司的授权，因此

既使得 ARM 技术获得更多的第三方工具、制造、软件的支持，又使整个系统成本降低，使产品更容

易进入市场被消费者所接受，更具有竞争力。

ARM商品模式的强大之处在于它在世界范围有超过100个的合作伙伴(Partners）。ARM 是设计公

司，本身不生产芯片。采用转让许可证制度，由合作伙伴生产芯片。

2007年底，ARM的雇员总数为1728人，持有专利700项（另有900项正在申请批准中），全球

分支机构31家，合作伙伴200家，年收入2.6亿英镑。

授权方

ARM 公司本身并不靠自有的设计来制造或出售 CPU ，而是将处理器架构授权给有兴趣的厂家。

ARM 提供了多样的授权条款，包括售价与散播性等项目。对于授权方来说，ARM 提供了 ARM 内核的

整合硬件叙述，包含完整的软件开发工具（编译器、debugger、SDK），以及针对内含 ARM CPU 硅

芯片的销售权。对于无晶圆厂的授权方来说，其希望能将 ARM 内核整合到他们自行研发的芯片设计

中，，通常就仅针对取得一份生产就绪的智财核心技术（IP Core）认证。对这些客户来说，ARM 会

释出所选的 ARM 核心的闸极电路图，连同抽象模拟模型和测试程式，以协助设计整合和验证。需求

更多的客户，包括整合元件制造商（IDM）和晶圆厂家，就选择可合成的RTL（暂存器转移层级，如

Verilog）形式来取得处理器的智财权（IP）。藉著可整合的 RTL，客户就有能力能进行架构上的最

佳化与加强。这个方式能让设计者完成额外的设计目标（如高震荡频率、低能量耗损、指令集延伸

等）而不会受限于无法更动的电路图。虽然 ARM 并不授予受权方再次出售 ARM 架构本身，但受权

方可以任意地出售制品（如芯片元件、评估板、完整系统等）。商用晶圆厂是特殊例子，因为他们

不仅授予能出售包含 ARM 内核的硅晶成品，对其它客户来讲，他们通常也保留重制 ARM 内核的权

利。

就像大多数 IP 出售方，ARM 依照使用价值来决定 IP 的售价。在架构上而言，更低效能的 ARM

内核比更高效能的内核拥有较低的授权费。以硅芯片实作而言，一颗可整合的内核要比一颗硬件宏

（黑箱）内核要来得贵。更复杂的价位问题来讲，持有 ARM 授权的商用晶圆厂（例如韩国三星和日

本富士通）可以提供更低的授权价格给他们的晶圆厂客户。透过晶圆厂自有的设计技术，客户可以

更低或是免费的ARM预付授权费来取得 ARM 内核。相较于不具备自有设计技术的专门半导体晶圆厂

（如台积电和联电），富士通／三星对每片晶圆多收取了两至三倍的费用。对中少量的应用而言，

具备设计部门的晶圆厂提供较低的整体价格（透过授权费用的补助）。对于量产而言，由于长期的

成本缩减可借由更低的晶圆价格，减少ARM的NRE成本，使得专门的晶圆厂也成了一个更好的选择。

许多半导体公司持有 ARM 授权：Atmel、Broadcom、Cirrus Logic、Freescale（于2004从摩托

罗拉公司独立出来）、富士通、英特尔（借由和Digital的控诉调停）、IBM，英飞凌科技，任天堂，

恩智浦半导体（于2006年从飞利浦独立出来）、OKI电气工业，三星电子，Sharp，STMicroelectronics，

德州仪器 和 VLSI等许多这些公司均拥有各个不同形式的ARM授权。虽然ARM的授权项目由保密合

约所涵盖，在智慧财产权工业，ARM是广为人知最昂贵的CPU内核之一。单一的客户产品包含一个基

本的 ARM 内核可能就需索取一次高达美金20万的授权费用。而若是牵涉到大量架构上修改，则费

用就可能超过千万美元。

ARM(Asynchronous Resbonse Mode)异步响应方式异步响应方式ARM（Asynchronous Responses

Mode）也是一种非平衡数据链路操作方式，与NRM不同的是，ARM下的传输过程由从站启动。从站主

动发送给主站的一个或一组帧中可包含有信息，也可以是仅以控制为目的而发的帧。在这种操作方

式下，由从站来控制超时和重发。该方式对采用轮询方式的多站链路来说是必不可少的。

公司的几大亮点

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全球领先的半导体 IP 公司

成立于 1990 年

到目前为止已销售了超过 150 亿枚基于 ARM 的芯片

向 200 多家公司出售了 600 个处理器许可证

获得了所有基于 ARM 的芯片的版税

赢得了长期成长型市场的市场份额

ARM 的收益增速通常要比整个半导体行业快

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