ARM(英國ARM公司)

ARM(英國ARM公司)

英國ARM公司是全球領先的半導體智慧財產權 (IP) 提供商。全世界超過95%的智慧型手機和平板電腦都採用ARM架構。ARM設計了大量高性價比、耗能低的RISC處理器、相關技術及軟體。2014年基於ARM技術的全年全球出貨量是120億顆,從誕生到現在為止基於ARM技術的晶片有600億顆。技術具有性能高、成本低和能耗省的特點。在智慧型機、平板電腦、嵌入控制、多媒體數字等處理器領域擁有主導地位。

2016年7月18日訊息,日本軟銀已經同意以234億英鎊(約合310億美元)的價格收購英國晶片設計公司ARM。軟銀認為,憑藉這筆收購,ARM將讓軟銀成為下一個潛力巨大的科技市場(即物聯網)的領導者。

這筆交易將在周一早晨宣布。軟銀和ARM暫時都未對此發表評論。

基本介紹

  • 公司名稱:ARM
  • 外文名稱:Advanced RISC Machines
  • 總部地點:英國劍橋
  • 經營範圍:電子半導體微處理器智慧型手機
  • 員工數:3300 (2014年)
  • CEO:沃倫·伊斯特
企業簡介,發展歷史,主要特點,授權說明,相關信息,在中國,發展思路獨特,未來發展,

企業簡介

ARM Holdings 是全球領先的半導體智慧財產權 (IP) 提供商,並因此在數字電子產品的開發中處於核心地位。ARM 公司的總部位於英國劍橋,它擁有 1700 多名員工,在全球設立了多個辦事處,其中包括比利時、法國、印度、瑞典和美國的設計中心。

發展歷史

ARM公司是蘋果、諾基亞AcornVLSI、Technology等公司的合資企業。
ARM公司通過出售晶片技術授權,建立起新型的微處理器設計、生產和銷售商業模式。ARM將其技術授權給世界上許多著名的半導體、軟體和OEM廠商,每個廠商得到的都是一套獨一無二的ARM相關技術及服務。利用這種合夥關係,ARM很快成為許多全球性RISC標準的締造者。
總共有30家半導體公司與ARM簽訂了硬體技術使用許可協定,其中包括Intel、IBM、華為、三星半導體、NECSONY飛利浦和NI這樣的大公司。至於軟體系統的合伙人,則包括微軟、SUN和MRI等一系列知名公司。
1991 年ARM 公司成立於英國劍橋,主要出售晶片設計技術的授權。採用ARM技術智慧財產權(IP核)的微處理器,即我們通常所說的ARM 微處理器,已遍及工業控制、消費類電子產品、通信系統、網路系統、無線系統等各類產品市場,基於ARM 技術的微處理器套用約占據了32 位RISC 微處理器75 %以上的市場份額,ARM 技術正在逐步滲入到我們生活的各個方面。
20世紀90年代,ARM公司的業績平平,處理器的出貨量徘徊不前。由於資金短缺,ARM做出了一個意義深遠的決定:自己不製造晶片,只將晶片的設計方案授權(licensing)給其他公司,由它們來生產。正是這個模式,最終使得ARM晶片遍地開花,將封閉設計的Intel公司置於“人民戰爭”的汪洋大海。
進入21世紀之後,由於手機製造行業的快速發展,出貨量呈現爆炸式增長,ARM處理器占領了全球手機市場。2006年,全球ARM晶片出貨量為20億片,2010年,ARM合作夥伴的出貨量達到了60億。
ARM 公司是專門從事基於RISC 技術晶片設計開發的公司,作為智慧財產權供應商,本身不直接從事晶片生產,靠轉讓設計許可由合作公司生產各具特色的晶片,世界各大半導體生產商從ARM公司購買其設計的ARM 微處理器核,根據各自不同的套用領域,加入適當的外圍電路,從而形成自己的ARM 微處理器晶片進入市場。全世界有幾十家大的半導體公司都使用ARM 公司的授權,因此既使得ARM 技術獲得更多的第三方工具、製造、軟體的支持,又使整個系統成本降低,使產品更容易進入市場被消費者所接受,更具有競爭力。
ARM商品模式的強大之處在於它在世界範圍有超過100個的合作夥伴(Partners)。ARM 採用轉讓許可證制度,由合作夥伴生產晶片。
2007年底,ARM的雇員總數為1728人,持有專利700項(另有900項正在申請批准中),全球分支機構31家,合作夥伴200家,年收入2.6億英鎊。

主要特點

ARM 的商業模式主要涉及 IP 的設計和許可,而非生產和銷售實際的半導體晶片。ARM向合作夥伴網路(包括世界領先的半導體公司和系統公司)授予 IP 許可證。這些合作夥伴可利用 ARM 的 IP 設計創造和生產片上系統設計,但需要向 ARM 支付原始 IP 的許可費用並為每塊生產的晶片或晶片交納版稅。除了處理器 IP 外,ARM還提供了一系列工具、物理和系統 IP 來最佳化片上系統設計。
正因為 ARM 的 IP 多種多樣以及支持基於 ARM 的解決方案的晶片和軟體體系十分龐大,全球領先的原始設備製造商 (OEM) 都在廣泛使用 ARM 技術,套用領域涉及手機、數字機頂盒以及汽車制動系統和網路路由器。當今,全球 95% 以上的手機以及超過四分之一的電子設備都在使用 ARM 技術。

授權說明

ARM 公司本身並不靠自有的設計來製造或出售CPU,而是將處理器架構授權給有興趣的廠家。ARM 提供了多樣的授權條款,包括售價與散播性等項目。對於授權方來說,ARM 提供了ARM核心的整合硬體敘述,包含完整的軟體開發工具編譯器debuggerSDK),以及針對內含ARM CPU矽晶片的銷售權。對於無晶圓廠的授權方來說,其希望能將ARM 核心整合到他們自行研發的晶片設計中,通常就僅針對取得一份生產就緒的智慧財產權核心(IP Core)認證。對這些客戶來說,ARM 會釋出所選的ARM 核心的閘極電路圖,連同抽象模擬模型和測試程式,以協助設計整合和驗證。需求更多的客戶,包括整合元件製造商(IDM)和晶圓廠家,就選擇可合成的RTL(暫存器轉移層級,如Verilog)形式來取得處理器的智慧財產權(IP)。藉助可整合的RTL,客戶就有能力能進行架構上的最佳化與加強。這個方式能讓設計者完成額外的設計目標(如高震盪頻率、低能量耗損、指令集延伸等)而不會受限於無法更動的電路圖。雖然 ARM 並不授予受權方再次出售ARM 架構本身,但受權方可以任意地出售製品(如晶片元件、評估板、完整系統等)。商用晶圓廠是特殊例子,因為他們不僅授予能出售包含ARM 核心的矽晶成品,對其它客戶來講,他們通常也保留重製ARM 核心的權利。
ARMARM
就像大多數IP 出售方,ARM 依照使用價值來決定IP 的售價。在架構上而言,更低效能的ARM 核心比更高效能的核心擁有較低的授權費。以矽晶片實作而言,一顆可整合的核心要比一顆硬體宏(黑箱)核心要來得貴。更複雜的價位問題來講,持有ARM 授權的商用晶圓廠(例如韓國三星和日本富士通)可以提供更低的授權價格給他們的晶圓廠客戶。透過晶圓廠自有的設計技術,客戶可以更低或是免費的ARM預付授權費來取得ARM 核心。相較於不具備自有設計技術的專門半導體晶圓廠(如台積電聯電),富士通/三星對每片晶圓多收取了兩至三倍的費用。對中少量的套用而言,具備設計部門的晶圓廠提供較低的整體價格(透過授權費用的補助)。對於量產而言,由於長期的成本縮減可藉由更低的晶圓價格,減少ARM的NRE成本,使得專門的晶圓廠也成了一個更好的選擇。
ARMARM
許多半導體公司持有ARM 授權:AtmelBroadcomCirrus LogicFreescale(於2004從摩托羅拉公司獨立出來)、Qualcomm富士通英特爾(藉由和Digital的控訴調停)、IBM,英飛凌科技任天堂,恩智浦半導體(於2006年從飛利浦獨立出來)、OKI電氣工業,三星電子SharpSTMicroelectronics德州儀器VLSI等許多這些公司均擁有各個不同形式的ARM授權。雖然ARM的授權項目由保密契約所涵蓋,在智慧財產權工業,ARM是廣為人知最昂貴的CPU核心之一。單一的客戶產品包含一個基本的ARM 核心可能就需索取一次高達美金20萬的授權費用。而若是牽涉到大量架構上修改,則費用就可能超過千萬美元。
ARM(Asynchronous Response Mode:異步回響方式)也是一種非平衡數據鏈路操作方式,與NRM不同的是,ARM下的傳輸過程由從站啟動。從站主動傳送給主站的一個或一組幀中可包含有信息,也可以是僅以控制為目的而發的幀。在這種操作方式下,由從站來控制逾時和重發。該方式對採用輪詢方式的多站鏈路來說是必不可少的。
ARM 微處理器包括下面幾個系列,以及其它廠商基於 ARM 體系結構的處理器,除了具有ARM 體系結構的共同特點以外,每一個系列的 ARM 微處理器都有各自的特點和套用領域。
ARM7 系列
ARM9 系列
ARM9E 系列
ARM10E 系列
SecurCore 系列
Intel 的 Xscale
Intel 的 StrongARM
其中, ARM7、ARM9、ARM9E和ARM10為4個通用處理器系列,每一個系列提供一套相對獨特的性能來滿足不同套用領域的需求。 SecurCore 系列專門為安全要求較高的套用而設計。
1) arm 7
ARM7 系列微處理器為低功耗的 32 位 RISC 處理器,最適合用於對價位和功耗要求較高的消費類套用。 ARM7 微處理器系列具有如下特點:
具有嵌入式 ICE - RT 邏輯,調試開發方便。
極低的功耗,適合對功耗要求較高的套用,如攜帶型產品。
能夠提供 0.9MIPS/MHz 的三級流水線結構。
代碼密度高併兼容 16 位的 Thumb 指令集。
對作業系統的支持廣泛,包括 Windows CE 、 Linux 、 Palm OS 等。
指令系統與 ARM9 系列、 ARM9E 系列和 ARM10E 系列兼容,便於用戶的產品升級換代。
主頻最高可達 130MIPS ,高速的運算處理能力能勝任絕大多數的複雜套用。
ARM7 系列微處理器的主要套用領域為:工業控制、 Internet 設備、網路和數據機設備、行動電話等多種多媒體和嵌入式套用。
ARM7 系列微處理器包括如下幾種類型的核: ARM7TDMI 、 ARM7TDMI-S 、ARM720T 、 ARM7EJ 。其中, ARM7TDMI是目前使用最廣泛的 32 位嵌入式 RISC 處理器,屬低端ARM 處理器核。 TDMI 的基本含義為:
T : 支持 16 位壓縮指令集 Thumb
D : 支持片上 Debug
M :內嵌硬體乘法器
I : 嵌入式 ICE ,支持片上斷點和調試點
2) arm 9
ARM9 系列微處理器在高性能和低功耗特性方面提供最佳的性能。具有以下特點:
5 級整數流水線,指令執行效率更高。
提供 1.1MIPS/MHz 的哈佛結構。
支持 32 位 ARM 指令集和 16 位 Thumb 指令集。
支持 32 位的高速 AMBA 匯流排接口。
全性能的 MMU ,支持 Windows CE 、 Linux 、 Palm OS 等多種主流嵌入式作業系統。
MPU 支持實時作業系統。
支持數據 Cache 和指令 Cache ,具有更高的指令和數據處理能力。
ARM9 系列微處理器主要套用於無線設備、儀器儀表、安全系統、機頂盒、高端印表機、數字, 照相機和數字攝像機等。
ARM9 系列微處理器包含 ARM920T 、 ARM922T 和 ARM940T 三種類型,以適用於不同的套用場合
3) arm9e
ARM9E 系列微處理器為可綜合處理器,使用單一的處理器核心提供了微控制器、 DSP 、 Java套用系統的解決方案,極大的減少了晶片的面積和系統的複雜程度。 ARM9E 系列微處理器提供了增強的 DSP 處理能力,很適合於那些需要同時使用 DSP 和微控制器的套用場合。
ARM9E 系列微處理器的主要特點如下:
支持 DSP 指令集,適合於需要高速數位訊號處理的場合。
5 級整數流水線,指令執行效率更高。
支持 32 位 ARM 指令集和 16 位 Thumb 指令集。
支持 32 位的高速 AMBA 匯流排接口。
支持 VFP9 浮點處理協處理器。
全性能的 MMU ,支持 Windows CE 、 Linux 、 Palm OS 等多種主流嵌入式操 作系統。
MPU 支持實時作業系統。
支持數據 Cache 和指令 Cache ,具有更高的指令和數據處理能力。
主頻最高可達 300MIPS 。
ARM9E 系列微處理器主要套用於下一代無線設備、數字消費品、成像設備、工業控制、存儲設備和網路設備等領域。
ARM9E 系列微處理器包含 ARM926EJ-S 、 ARM946E-S 和 ARM966E-S 三種類型,以適用於不同的套用場合。
4)arm10e
ARM10E 系列微處理器具有高性能、低功耗的特點,由於採用了新的體系結構,與同等的 ARM9器件相比較,在同樣的時鐘頻率下,性能提高了近 50 %,同時, ARM10E 系列微處理器採用了兩種先進的節能方式,使其功耗極低。
ARM10E 系列微處理器的主要特點如下:
支持 DSP 指令集,適合於需要高速數位訊號處理的場合。
6 級整數流水線,指令執行效率更高。
支持 32 位 ARM 指令集和 16 位 Thumb 指令集。
支持 32 位的高速 AMBA 匯流排接口。
支持 VFP10 浮點處理協處理器。
全性能的 MMU ,支持 Windows CE 、 Linux 、 Palm OS 等多種主流嵌入式作業系統。 </p>
支持數據 Cache 和指令 Cache ,具有更高的指令和數據處理能力
主頻最高可達 400MIPS 。
內嵌並行讀 / 寫操作部件。
ARM10E 系列微處理器主要套用於下一代無線設備、數字消費品、成像設備、工業控制、通信和信息系統等領域。
ARM10E 系列微處理器包含 ARM1020E 、 ARM1022E 和 ARM1026EJ-S 三種類型,以適用於不同的套用場合。
5)SecurCore
SecurCore 系列微處理器專為安全需要而設計,提供了完善的 32 位 RISC 技術的安全解決方案,因此, SecurCore 系列微處理器除了具有 ARM 體系結構的低功耗、高性能的特點外,還具有其獨特的優勢,即提供了對安全解決方案的支持。
SecurCore 系列微處理器除了具有 ARM 體系結構各種主要特點外,還在系統安全方面具有如下的特點:
帶有靈活的保護單元,以確保作業系統和套用數據的安全。
採用軟核心技術,防止外部對其進行掃描探測。
可集成用戶自己的安全特性和其他協處理器。
SecurCore 系列微處理器主要套用於一些對安全性要求較高的套用產品及套用系統,如電子商務、電子政務、電子銀行業務、網路和認證系統等領域。
SecurCore 系列微處理器包含 SecurCore SC100 、 SecurCore SC110 、 SecurCore SC200 和 SecurCore SC210 四種類型,以適用於不同的套用場合。
6)StrongARM
Intel StrongARM SA-1100 處理器是採用 ARM 體系結構高度集成的 32 位 RISC 微處理器。它融合了 Intel 公司的設計和處理技術以及 ARM 體系結構的電源效率,採用在軟體上兼容 ARMv4 體系結構、同時採用具有 Intel 技術優點的體系結構。
Intel StrongARM 處理器是攜帶型通訊產品和消費類電子產品的理想選擇,已成功套用於多家公司的掌上電腦系列產品。
7)Xscale
Xscale 處理器是基於 ARMv5TE 體系結構的解決方案,是一款全性能、高性價比、低功耗的處理器。它支持 16 位的 Thumb 指令和 DSP 指令集,已使用在數字行動電話、個人數字助理和網路產品等場合。
Xscale 處理器是 Intel 主要推廣的一款 ARM 微處理器。

相關信息

競爭對手:英特爾
市場份額
手機處理器90%的市場份額
上網本處理器30%的市場份額
平板電腦處理器70%的市場份額
PC處理器
AMD公司正在推動其基於ARM技術的晶片,宣布在2014年下半年推出新的“西雅圖”ARM處理器。
AMD不是第一個致力於生產基於ARM處理器的製造商,套用微電路在四月推出了自己系統的64位ARM晶片。晶片上“系統”(SOC)的名字幾乎描述了這些設備是什麼:整個伺服器的硬體裝到一個小晶片裡面。只有隻讀存儲器,硬碟驅動器或固態存儲是不存在的。
ARM和英特爾
“傳統”的計算設備,如筆記本電腦,桌上型電腦,伺服器,英特爾,AMD,它是相當多的。英特爾x86架構的PC已經存在了30多年,其競爭對手只有AMD。
Intel和AMD處理器,它們有許多相同的功能和架構,有很多共同的東西。對於一件事,它們是非常強大的,因為它們已經出現了這么長的時間,大量的機器運行的作業系統都依靠這些晶片,包括Windows,Mac OS X和Linux。
ARM開發的核心架構授權給任何硬體製造商進行設計,並生產自己的處理器。由於ARM處理器的設計方式使得功率非常小,這使得它們非常適合用於個人電子設備。
ARM(英國ARM公司)

在中國

ARM公司中國總部設立在上海,執行中國地區所有的產品業務和售後支持。其中在深圳設有辦事處,專門處理ARM相關技術問題。
ARM在中國主要從事ARM IP核心方面的工作,對於 ARM軟體工具,包括DS-5,RVDS,MDK-ARM等則不直接進行銷售,由其中國區代理商億道電子作為渠道分銷商,負責銷售開發工具和客戶服務。

發展思路獨特

ARM為什麼沒有大發橫財?該公司創立於24年前,由蘋果公司為其招募了數十名工程師,專門為蘋果早期的Newton手持設備開發晶片。由於毗鄰劍橋大學,所以ARM的總部所在地並不缺乏人才,但對於科技行業而言,那裡卻顯得有些偏遠。在這樣的環境中,ARM開始集中精力為鮮為人知的移動設備開發低能耗晶片,並且不遺餘力地與其他企業結盟。
英特爾的晶片都由它自己生產,而ARM則將晶片架構的設計授權給蘋果等企業使用,然後進行定製,並花錢聘請承包商來生產。“英特爾花了很長時間打造了自己的品牌,讓消費者形成了這樣一種觀念:使用他們晶片的產品值得多花些錢。”希加斯說,“我們沒有關注這一方面,我們的重點是生產體積小、能耗低的晶片,並打造一個龐大而多樣的生態系統。”
久而久之,計算市場的天平偏向了ARM一邊,它那廉價、高效的晶片廣受歡迎——首先被諾基亞採用,隨後又逐漸被各大品牌接受。然而,由於自身的商業模式所限,在客戶業績蒸蒸日上的同時,ARM卻並沒有獲得太大利益。

未來發展

arm還在遊說AMD使用arm的核心授權,但一直未得到正面回復。雖說去年AMD已經宣布即將推出arm處理器,但是關於具體產品仍舊是猶抱琵琶半遮面。
arm一直強調高效能、低功耗的IP核心技術,但arm此前一直在32位不斷擴展市場,arm64位系列已經在去年底推出。arm生態系統尚未完全成型,但是各大處理器廠商已經紛紛摩拳擦掌,開始“攻城”。
在arm市場中競爭已經開始,但是不妨礙AMD在arm上的發展,因為AMD有著更為豐富的伺服器處理器設計經驗。

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