ARM处理器的浮点运算实现与FPU、FPE、FPLib解析
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更新于2024-08-10
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"浮点运算在ARM处理器中的实现方式主要有三种:浮点累加协处理器FPA、浮点运算仿真FPE以及浮点运算库FPLib。FPA是硬件级别的浮点加速器,需要处理器硬件支持。FPE是通过软件模拟FPA的功能,而FPLib则是利用ARM的浮点运算库函数,通过C编译器将浮点运算转化为子程序调用,以整型运算模拟浮点操作。虽然这种方式提高了兼容性,但其执行效率相比硬件浮点运算要低很多。ARM处理器以其高性能、低成本和低能耗的特点,在嵌入式系统、多媒体处理和移动应用等领域广泛应用。ARM公司是一家专注于RISC处理器设计的公司,其商业模式是通过转让设计许可,由合作伙伴生产芯片。自1990年成立以来,ARM已成为移动通信和嵌入式解决方案的事实标准,拥有广泛的合作伙伴和全球影响力。"
在ARM处理器中,浮点运算的处理是一个关键点,因为原始的ARM架构并不直接支持浮点运算硬件。为了应对这一问题,出现了多种解决方案。首先,浮点累加协处理器FPA是一种硬件实现,它为ARM处理器提供了专门进行浮点运算的硬件单元,提高了浮点运算的速度。然而,并非所有ARM处理器都内置了FPA,需要查看相关手册确认。对于没有FPA的处理器,可以通过浮点运算仿真FPE来实现,即使用软件来模拟浮点运算的过程,这种方法虽然牺牲了速度,但保证了浮点运算的可行性。
另一种方法是使用浮点运算库FPLib,这是ARM提供的一个软件库,它包含了一系列预编译的汇编语言函数,用于模拟浮点运算。通过C编译器,程序员可以将浮点操作转化为对这些库函数的调用。尽管FPLib优化了代码,但由于依赖于整型运算,其执行速度仍不及硬件加速。
ARM处理器的架构设计使得它在嵌入式系统中极具竞争力。ARM公司不直接生产芯片,而是通过授权其设计给其他半导体厂商,如德州仪器、Cirrus Logic等,这些合作伙伴可以根据ARM的设计生产出各自特色的产品。ARM的这种商业模式降低了进入门槛,同时也确保了其在全球范围内的广泛采用。
ARM的历史表明,从1990年代初作为苹果、Acorn和VLSI Technology的合资企业开始,它逐渐成长为全球知名的微处理器设计公司,其技术在移动通信、嵌入式计算和多媒体应用中占据了主导地位。随着全球化的发展,ARM在世界各地设立了办事处,进一步扩大了其市场影响力。
2018-11-29 上传
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张_伟_杰
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