ARM ： 考虑功耗与效能平衡点，四核架构仍为手机现阶段极限

ARM在上周末举办一场小型的媒体聚会，有媒体发问到目前智慧手机的多核架构仍以4核为上限（注：即便如大小核bigLittle也是4+4双群组切换，并无法8核同时执行。），未来有否可能超过此限制，ARM的回答是除了目前ARM的多核设计仍以最高4核心之外，多核架构理论再超过4核后对于能耗与效能提升并不理想，故4核短期仍是手机极限。

补充：未来软体支援成熟后，大小核架构是可允许两个群组同时执行同一任务，但现阶段软体支援仍未完善。

而上周最主要的是针对近期手机市场作趋势预测的分享

ARM提出对四个方面的趋势推测；高阶手机方面，大小核技术将会是接下来的主流架构，而25K解析度的显示支援也将是高阶手机的新战场，另外透过GPU的协同运算也会为高阶手机带来更多的应用。至于主流与接入门级手机方面，今年开始单核将会渐渐淡出市场，双核甚至四核是接下来的主流，但不见得是采用最新的Cortex-A15，而是以Cortex-A9、Cortex-A7为主。

此外，市场也在寻找智慧手机系统的第三势力，目前光Android与iOS就拿下智慧手机80%市场，但许多厂商并不愿意受制于Google，故第三大系统的出现成为新的议题，目前包括瞄准中高阶市场的微软WindowsPhone、入门市场讲求低硬体需求的FirefoxOS，还有大陆基于Ubuntu的ChinaOS都虎视眈眈。

最后是无线技术的再进化，预估将于这一两年内LTE市占率会持续扩大，故市场对于LTE基频技术的需求会增加；另外自80211ac开始，WiFi技术将跨入Gb级传输速度，除了带给手机更高频宽外，WiFi晶片的资料管理也需要更强的运算能力；其它无线技术则包括蓝牙40与40LE渐渐导入手机，还有NFC的市场也将大量成长。

关于bigLittle大小核技术，笔者有两篇文章谈论过该架构的特性，故有兴趣可参阅：技术版，简单易懂版。说穿了导入大小核就是为了提高功耗效能比，根据ARM的统计，一般使用者使用智慧手机约有70%的时间负载相当低，然而Cortex-A15是针对高效能运算而来，故在这70%的应用使用省电的Cortex-A7，可达到效能能耗的均衡。

虽然说导入大小核架构并无法与纯Cortex-A7一样省电，但在ARM所揭露的资讯当中，以都采用4核心架构下（大小核为4+4)模拟一般使用环境，若把Cortex-A7的效能与功耗皆视为1，而单纯使用Cortex-A15的情形下，虽有高达25倍的运算力，但能耗也一举提升近4倍，但若使用大小核，效能也同样是25倍，但功耗却仅需提升2倍。

虽然大小核架构并未能把功耗控制在与纯Cortex-A7相当，但仍能在提升效能之余，使用较低的功耗达到同等效能，是大小核在新一代手机当中最大的价值。ARM也预期，大小核将会成为接下来许多合作伙伴的主力技术，甚至在2014年就可能普及到中阶手机的晶片当中。

而且大小核是个高度自由化的架构，厂商可按照效能的需求配置不同的方案，例如三星的Exynos5Octa采用4+4架构，但也允许一大四小的1+4设计，或是两大两小的2+2设计；且大小核架构不仅在手机获得亲睐，包括伺服器、机上盒、数位电视的晶片设计商也注意到此架构在电子产品待机状态下提供优秀的功耗管理能力。

至于过去被视为高效能运算级的GPU协同运算也渐渐在手机萌芽，也因此GPU的效能也会在智慧手机日益受到重视；例如iPhone5的AppleA6应用处理器，晶圆上PowerVRGPU面积就远大于CPU所占的面积，除了用于游戏效能与影像显示，目前也在相机摄影功能被大量利用。

GPU在手机上可作到单张照片之即时HDR曝光渲染，拍照时的人像、物体辨识，物体追焦，以及如影像编码运算辅助、AR扩增实境应用等；许多的GPU协同应用已经被手机厂商与系统商加入支援，购买新一代中高阶手机的消费者其实早就在享受GPU平行运算带来的好处而不自知。

对于ARM的市场份额而言，手机硬体晶片市场几乎被ARM囊括，而且在智慧手机当中，会使用基于ARM架构的晶片至少3-5颗，而且许多晶片当中使用到的架构并不只一种；除了应用处理器内的Cortex-A、MaliGPU之外，包括电信基频管理晶片，无线网通管理，I/O管理，触控管理等等，还会使用ARM的Cortex-R即时运算核心与Cortex-M工控核心架构。

而原本用于即时性的高效能管理用的Cortex-R核心，未来在手机内的晶片当中的重要性也会越来越高，尤其在需要管理大量数据频宽流量且需要越来越短的反应时间的无线技术，例如LTE以及80211ac等技术，皆是带动Cortex-R架构于手机用的无线晶片需求的动力。

搭建嵌入式Linux平台其实就是在宿主机与目标机之间的连接，宿主机一般就是PC，目标机就是开发板。软件：在宿主机上需要Linux的发行版，目标机上需要移植Linux内核。交叉编译实现：先在宿主机上安装交叉工具链（ARM的），网上很多下载，也可以自行订制。然后用交叉工具链编译程序部署到目标机才可以运行。搭建平台还远不止这些，你还要移植bootloader（推荐U-Boot），移植Linux内核之后还要制作根文件系统（相当于计算机的硬盘），否则系统是无法启动的。

指导教程有很多，百度文库里面就有，只要搜索“Linux移植”一般整个搭建过程都会有叙述，但是整个的搭建过程因目标板、因内核、因交叉工具链等等的同而不同，没有普适的办法，整个移植的过程也会出现各种问题，耐心搭建吧，呵呵，祝你好运！

官方架构的cpu核心，现在大家比较熟悉的有

ARMv7架构的Cortex-A5,A7,A8,A9,A12,A15，

ARMv8架构的Cortex-A53,A57，A72。

目前最新的手机大多采用A53之后的公版架构，A53的性能接近A15，A57的性能是A15的15被，A72的性能是A15的35倍，性能越来越强。

较老的ARMv6架构的cpu称作ARM11系列，包括了ARM11MPCore处理器、ARM1176处理器、ARM1156处理器、ARM1136处理器。

1 ARM11 MPCore使用多核处理器结构，可实现从1个内核到4个内核的多核可扩展性，从而使具有单个宏的简单系统设计可以集成高达单个内核的4倍的性能。Cortex-A5处理器是ARM11MPCore的相关后续产品。

2 ARM1136处理器包含带媒体扩展的ARMv6 指令集、Thumb代码压缩技术以及可选的浮点协处理器。ARM1136是一个成熟的内核，作为一种应用处理器广泛部署在手机和消费类应用场合中。在采用 90G工艺时性能可达到600MHz以上，在面积为2平方毫米且采用65纳米工艺时可达到1GHz。

应用案例：高通MSM7225(HTC G8)、MSM7227(HTC G6、三星S5830、索尼爱立信X8等)、Tegra APX 2500、博通BCM2727(诺基亚N8)、博通BCM2763(诺基亚PureView 808)、 Telechip 8902(平板电脑)。

3 ARM1176处理器主要应用在智能手机、数字电视和电子阅读器中，在这些领域得到广泛部署，它可提供媒体和浏览器功能、安全计算环境，在低成本设计的情况下性能高达1GHz。

基于ARMv5的产品称作ARM9系列处理器系列，包括ARM926EJ-S、ARM946E-S和 ARM968E-S处理器。其中前两者主要针对嵌入式实时应用。

1 ARM926EJ-S基于ARMv5TE架构，作为入门级处理器，它支持各种 *** 作系统，如Linux、Windows CE和Symbian。ARM926EJ-S 处理器已授权于全球100多家硅片供应商，并不断在众多产品和应用中得到成功部署，应用广泛。

应用案例：TI OMAP 1710。诺基亚N73、诺基亚E65、三星SGH-i600等手机采用的都是该处理器，以及包括米尔科技的 MYS-SAM9X5 系列工控开发板。

嵌入式Linux开发从下到上分为：嵌入式硬件开发、嵌入式驱动开发、嵌入式系统开发、嵌入式软件开发。

一、嵌入式硬件开发：熟悉电路等知识，非常熟悉各种常用元器件，掌握模拟电路和数字电路设计的开发能力。熟练掌握嵌入式硬件知识，熟悉硬件开发模式和设计模式，熟悉ARM32位处理器嵌入式硬件平台开发、并具备产品开发经验。精通常用的硬件设计工具：Protel/PADS(PowerPCB)/Cadence/OrCad。一般需要有4~8层高速PCB设计经验。

二、嵌入式驱动开发：熟练掌握Linux *** 作系统、系统结构、计算机组成原理、数据结构相关知识。熟悉嵌入式ARM开发，至少掌握Linux字符驱动程序开发。具有单片机、ARM嵌入式处理器的移植开发能力，理解硬件原理图，能独立完成相关硬件驱动调试，具有扎实的硬件知识，能够根据芯片手册编写软件驱动程序。

三、嵌入式系统开发：掌握Linux系统配置，精通处理器体系结构、编程环境、指令集、寻址方式、调试、汇编和混合编程等方面的内容；掌握Linux文件系统制作，熟悉各种文件系统格式（YAFFS2、JAFFS2、RAMDISK等）；熟悉嵌入式Linux启动流程，熟悉Linux配置文件的修改；掌握内核裁减、内核移植、交叉编译、内核调试、启动程序Bootloader编写、根文件系统制作和集成部署Linux系统等整个流程；、熟悉搭建Linux软件开发环境（库文件的交叉编译及环境配置等）；

四、嵌入式软件开发：精通Linux *** 作系统的概念和安装方法、Linux下的基本命令、管理配置和编辑器，包括VI编辑器，GCC编译器，GDB调试器和Make项目管理工具等知识；精通C语言的高级编程知识，包括函数与程序结构、指针、数组、常用算法、库函数的使用等知识、数据结构的基础内容，包括链表、队列等；掌握面向对象编程的基本思想，以及C语言的基础内容；精通嵌入式Linux下的程序设计，精通嵌入式Linux开发环境，包括系统编程、文件I/O、多进程和多线程、网络编程、GUI图形界面编程、数据库；熟悉常用的图形库的编程，如QT、GTK、miniGUI、fltk、nano-x等。

所以如果你要做嵌入式软件开发的话，上面那些知识基本够用了。

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