智能手机ARM架构的CPU处理器发展历程(2)

ARM9 处理器系列

ARM9系列于1997年问世，ARM9处理器系列包括ARM926EJ-S、ARM946E-S和ARM968E-S处理器。

ARM926EJ-S™ 处理器具有一个采用Jazelle®技术的增强型32位RISC CPU、灵活的大小指令和数据高速缓存、紧密耦合内存(TCM)接口和内存管理单元(MMU)。它还提供单独指令和数据AMBA®AHB™ 接口，适合基于多层AHB的系统。ARM926EJ-S处理器可执行ARMv5TEJ指令集，其中包括功能得到增强的16 x 32位乘法器，可进行单周期MAC运算，以及16位定点DSP指令，可增强多个信号处理应用程序的性能并支持 Thumb® 技术。

ARM9内核

ARM926EJ-S处理器为入门级处理器，可支持完全版操作系统，其中包括 Linux、Windows CE和Symbian。因此，此处理器是众多需要完整图形用户界面的应用的理想之选。ARM926EJ-S被广泛的应用于智能手机处理器中。其中德州仪器OMAP1系列处理器、高通MSM6***系列处理器以及飞思卡尔、恩智浦半导体等都采用了ARM926EJ-S内核。

采用ARM926EJ-S内核的产品

智能手机当中，诺基亚的大部分Symbian S60系统的智能手机，索尼爱立信K系列以及Walkman系列音乐手机，以及明基西门子和LG部分手机都采用了ARM926EJ-S内核。

采用TI OMAP 1710处理器的手机

OMAP 1710是一款采用ARM926EJ-S内核的处理器，也是TI公司第一款采用90纳米制程的处理器，制程的减小也就意味着工作电压的下降，OMAP1710已经可以在1.05—1.3V之间动态调整，而普通待机状态下的耗电量仅为10mAh，在当时来说，可谓节能高手。OMAP1710最大工作频率可以达到220MHz，一级缓存已经提升为32KB。这样的性能在当时来说是相当强大的，当年诺基亚大部分智能手机都是采用的这颗核心，这些手机包括：诺基亚6630、6680、6681、E50、E60、E61、E62、E65、E70、N70、N71、N72、N73、N80、N90、N91、N92以及三星的SGH-i600、SGH-i607等，不过现在这样的性能已经明显过时了。

Xscale架构简介

XScale处理器主要用于掌上电脑等便携设备，它是Intel公司始于ARM v5TE处理器发展的产品，2006年6月，Intel将其通信及应用处理器业务出售给Marvell公司。Xscale处理器将Intel处理器技术和ARM体系结构融为一体，致力于为手提式通信和消费电子类设备提供理想的解决方案。并提供全性能、高性价比、低功耗的解决方案，支持16位Thumb指令和集成数字信号处理（DSP）指令。目前XScale的系列包括：PXA210（代号Sabinal）/PXA25x（代号Cotulla）, PXA26x与PXA27x（代号Bulverde）。其中主要用于智能手机种的处理器为PXA27x。

Xscale PXA270硬件结构图

PXA27x系列 (内部代号 Bulverde) 包括了PXA270和PXA271-PXA272几款处理器。PXA270还内置了Intel的无线MMX技术，显著提升多媒体性能，官方说法是312MHz的CPU（PXA270系列中最低钟频的产品）将达到520MHz ARM CPU的多媒体处理效能，而钟频达到624MHz则可以具备775MHz ARM CPU的表现！。

采用Xscale处理器的机型

PXA27x最高可达624MHz，采用该处理器的产品主要有HTC Universal、摩托罗拉E680系列、Rokr E2、Rokr E2、Zaurus SL-C1000、3000、3100、3200、Dell Axim x30、x50和 x51系列等。

PXA3xx最高可达806GHz，代表机型：Samsung Omnia, Samsung SGH-i780。

PXA900代表机型：Blackberry 8700, Blackberry Pearl (8100)

ARM11架构简介

ARM11处理器系列所提供的引擎可用于当前生产领域中的很多智能手机；该系列还广泛用于消费类、家庭和嵌入式应用领域。该处理器的功耗非常低，提供的性能范围为小面积设计中的350MHz到速度优化设计中的1GHz（45纳米和65纳米）。ARM11处理器软件可以与以前所有ARM处理器兼容，并引入了用于媒体处理的32位 SIMD、用于提高操作系统上下文切换性能的物理标记高速缓存、强制实施硬件安全性的TrustZone以及针对实时应用的紧密耦合内存。

ARM11结构图

ARM1136J－S发布于2003年，是针对高性能和高能效的应用而设计的。ARM1136J－S是第一个执行ARMv6架构指令的处理器，它集成了一条具有独立的load-store和算术流水线的8级流水线。ARMv6指令包含了针对媒体处理的单指令多数据流（SIMD）扩展，采用特殊的设计以改善视频处理性能。ARM1136JF－S就是为了进行快速浮点运算，而在ARM1136J－S增加了向量浮点单元。

TI OMAP 2处理器

德州仪器OMAP2系列处理器采用了ARM1136架构，其中TI OMAP 2420能管理130—400万像素的摄头和QVGA（240×320）分辨率的屏幕，支持蓝牙、红外和高速USB传输，兼容A-GPS定位功能，可利用WLAN功能无线上网，支持第三方SD、MMC存储卡扩展，并可使用SD I/O设备，能处理400万甚至更高像素的静态图片，能够记录30帧/秒的VGA（640×480）像素动态有声视频文件，能提供接近Hi-Fi级的3D环绕音效，支持TV-OUT输出功能，每秒可以计算200万个多边形。代表产品为诺基亚N82、N93、N95等。

高通骁龙S1处理器

高通骁龙Snapdragon S1是针对当今大众市场的智能手机所开发的处理器，该处理器运算速度最高可达1GHz主频，是全球首款达到1GHz主频的移动单核产品。采用了65nm工艺并集成Adreno 200图形处理器（GPU），采用ARM11架构的处理器型号MSM7627/7227(主频为600-800MHz)和MSM7625/7225(主频为528MHz)。

Tegra处理器

Tegra APX 2500芯片的制程是65纳米，核心频率750MHz，并集成256KB的L2缓存。芯片亦内建GeForce核心，支持OpenGL ES 2.0和Direct3D Mobile标准。APX 2500属于ARM 11 MPCore架构，其低耗电设计，使手提电话可以长时间播放音乐或高清影片。此外，它支持720p的MPEG-4与H.264/MPEG-4 AVC的解码。输出方面，它支持HDMI 1.2和双显示输出。之后推出的Tegra APX 2600在APX 2500基础上增强了对NAND闪存的支持。2009年微软推出的Zune HD中使用了Tegra APX 2600芯片。

Tegra 600和Tegra 650两款型号，整合ARM 11 MP Core、影音处理器，Tegra 600支持720p H.264和VC-1影片解码，Tegra 650更支持1080p影片解码。该系列目前已停产。