ARM Cortex-A8處理器是第1款基于ARMv7架構的應用處理器，處理器的主頻在600MHz到超過1GHz的范圍內(nèi)，既能滿足低功耗移動設備的要求，又能滿足需要高性能的消費類應用的要求。當時發(fā)布的時候，被稱為有史以來ARM開發(fā)的性能最高、功率效率最高的處理器。Cortex-A8處理器的速率在600MHz到超過1GHz的范圍內(nèi)，能夠滿足那些需要工作在300mW以下的功耗優(yōu)化的移動設備的要求;以及滿足那些需要2000 Dhrystone MIPS的性能優(yōu)化的消費類應用的要求。

ARMv7架構采用了Thumb-2技術，它是在ARM的Thumb代碼壓縮技術的基礎上演進而來，并保持了對當時ARM解決方案的代碼兼容性。Thumb-2技術比純32位代碼少使用31%的內(nèi)存，減小了系統(tǒng)開銷。同時能夠提供比當時已有的基于Thumb技術的解決方案高出38%的性能。ARMv7架構還采用了NEON技術，將DSP和媒體處理能力提高了近4倍，并支持改良的浮點運算，能夠滿足3D圖形、游戲物理應用以及傳統(tǒng)嵌入式控制應用的需求。

Cortex-A8架構特性

ARM Cortex-A8處理器復雜的流水線架構基于雙對稱的、順序發(fā)射的、13級流水線，帶有先進的動態(tài)分支預測，可實現(xiàn)2.0 DMIPS/MHz。

順序，雙發(fā)射，超標量微處理器內(nèi)核，13級主整數(shù)流水線。

10級NEON媒體流水線 10-stage NEON media pipeline，專用的L2緩存，帶有可編程的等待狀態(tài)，以及基于全局歷史的分支預測。結合功率優(yōu)化的加載存儲流水線，為功率敏感型應用提供2.0 DMIPS/MHz的速率

遵從ARMv7架構規(guī)范

用于實現(xiàn)更高的性能、能量效率和代碼密度的Thumb-2技術，NEON?信號處理擴展，用于加速H.264和MP3等媒體編解碼器，以及Jazelle RCT Java-加速技術，用于最優(yōu)化即時(JIT)編譯和動態(tài)自適應編譯(DAC)，并將存儲器尺寸減小了多達3倍。

Cortex-A8中采用的TrustZone技術可確保消費類產(chǎn)品(如運行開放式操作系統(tǒng)的移動電話、個人數(shù)字助理和機頂盒)中的數(shù)據(jù)隱私和DRM得到保護。

指令讀取單元的主要構成如下圖所示，指令讀取單元對指令流進行預測，從L1指令緩存中取出指令放到譯碼流水線中。在此過程中使用到了TLB(Translation Lookaside Buffers，轉換旁路緩沖器)。

指令譯碼單元對所有的ARM、Thumb-2指令進行譯碼排序，包括調(diào)試控制協(xié)處理器CP14的指令、系統(tǒng)控制協(xié)處理器CP15的指令。指令譯碼單元處理指令的順序是:異常、調(diào)試事件、復位初始化、存儲器內(nèi)嵌自測CMI3IST、等待中斷、其它事件。

指令執(zhí)行單元包括兩個對稱的ALU(算術邏輯單元)流水線(ALU0和ALU1)，它們都可以處理大多數(shù)算術指令。ALU0始終執(zhí)行一對舊的發(fā)射指令。Cortex-A8處理器還配備乘法器和加載存儲流水線，但這些都不對兩條ALU流水線執(zhí)行額外指令，可將它們視為“獨立”流水線。使用它們必需同時使用兩條ALU流水線中的一個，乘法器流水線只能與ALU1流水線中的指令結合使用，而加載存儲流水線只能與任一ALU中的指令結合使用。

指令執(zhí)行單元的功能:

· 執(zhí)行所有整數(shù)ALU運算和乘法運算，并修改標志位;

· 根據(jù)要求產(chǎn)生用于存取的虛擬地址以及基本回寫值;

· 將要存放的數(shù)據(jù)格式化，并將數(shù)據(jù)和標志向前發(fā)送;

· 處理分支及其它指令流變化，并評估指令條件碼。

集成的L2緩存和優(yōu)化的L1緩存

集成的L2緩存:使用標準編譯的ARM建立而成，64K到2MB的可配置容量，和可編程的延遲;優(yōu)化的L1緩存：經(jīng)過性能和功耗的優(yōu)化，結合最小訪問延遲和散列確定方式，以便將性能最大化，將功耗最小化。

存儲器系統(tǒng)

訪問L1緩存導致的單周期加載使用代價，L1緩存的散列數(shù)組使得只有在可能需要時才會啟用存儲器。集成的、可配置L2緩存和用于數(shù)據(jù)流的NEON媒體單元之間的直連接口，Bank化的L2緩存設計，每次只設計1個Bank，支持多項與L3存儲器之間的未完成事務，以充分利用CPU。

Cortex-A8應用

基于Cortex-A8內(nèi)核的典型微處理器，包括蘋果A4芯片、NXP(原飛思卡爾)i.MX5X系列芯片、三星S5PV210芯片、TI OMAP35XX與AM335X系列芯片等。