浮点

ARM 浮点体系结构 (VFP) 为半精度、单精度和双精度浮点运算中的浮点操作提供硬件支持。它完全符合 IEEE 754 标准，并提供完全软件库支持。

ARM VFP 的浮点功能为汽车动力系统、车身控制应用和图像应用（如打印中的缩放、转换和字体生成以及图形中的 3D 转换、FFT 和过滤）中使用的浮点运算提供增强的性能。下一代消费类产品（如 Internet 设备、机顶盒和家庭网关）可直接从 ARM VFP 受益。

VFP 应用

汽车控制应用
- 动力系统
- ABS、牵引控制和主动悬架
3D 图形
- 数字消费类产品
- 机顶盒、游戏机
图像
- 激光打印机、静态数码相机、数码摄像机
工业控制系统
- 运动控制

工业和汽车领域中的许多实时控制应用都得益于 ARM VFP 提供的浮点的动态范围和准确性。汽车动力系统、防抱死制动系统、牵引控制和主动悬架系统都是关键业务应用，它们对准确性和可预测性的要求必不可少。

VFP 体系结构版本

在 ARMv7 体系结构之前，VFP 代表矢量浮点体系结构，并曾用于矢量运算。

对于许多应用来说，设置硬件浮点至关重要，并且硬件浮点可用作使用高级设计工具（如 MatLab、MATRIXx 和 LabVIEW）直接对系统建模和派生应用程序代码的片上系统 (SoC) 设计流程的一部分。在与 NEON™ 多媒体处理功能结合使用时，硬件浮点可用于增强图像应用程序的性能（如缩放、2D 和 3D 转换、字体生成和数字过滤）。

迄今为止，VFP 主要有三个版本：

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VFPv1 已废弃。要获取详细信息，可向 ARM 发送相关请求。

VFPv2 是对 ARMv5TE、ARMv5TEJ 和 ARMv6 体系结构中 ARM 指令集的可选扩展。

VFPv3 是对 ARMv7-A 和 ARMv7-R 配置文件中 ARM、Thumb® 和 ThumbEE 指令集的可选扩展。可使用 32 个或 16 个双字长寄存器实现 VFPv3。术语 VFPv3-D32 和 VFPv3-D16 用于区别这两个实现选项。可通过半精度扩展对 VFPv3 进行扩展，这些扩展可在半精度浮点和单精度浮点之间提供双向转换功能。

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VFP9

VFP10

VFP9-S

ARM VFP9-S 可合成矢量浮点 (VFP) 协处理器与所有 ARM9E™ 系列处理器内核兼容。它支持单精度和双精度浮点；使 ARM 支持软件完全符合 IEEE754，或仅使硬件大致符合 IEEE754。支持代码包含两个组件：例行程序库和一组异常处理程序，前者执行未实现函数（如超越函数）和一些支持的函数（如除法），后者用于处理异常情况。

VFP9-S 功能

ARM VFPv2 ISA
16 个双精度或 32 个单精度寄存器
使 ARM 支持代码完全符合 IEEE754
大致符合 IEEE754 的快速运行模式（仅硬件）
与 VFP10 和 VFP11 保持二进制兼容
可使用支持工具和单元库移植到任何工艺
100 - 130K 门
1.3Mflops/MHz
面积 <1.0mm2 TSMC 0.13µm G
180 - 210MHz（最坏情况）TSMC 0.13µm G
<0.4mW/MHz（典型情况）功耗 TSMC 0.13µm G

VFP9-S 优点

ARM VFP9-S 的矢量处理功能对汽车动力系统、车身控制应用和图像应用（如打印中的缩放、转换和字体生成以及图形中的 3D 转换、FFT 和过滤）中使用的浮点体系结构提供增强的性能。下一代消费类产品（如 Internet 设备、机顶盒和家庭网关）可直接从 ARM VFP9 受益。

VFP9-S 应用

汽车控制应用：
- 动力系统
- ABS、牵引控制和主动悬架
3D 图形
数字消费类产品
- 机顶盒、游戏机
图像
- 激光打印机、静态数码相机、数码摄像机
工业控制系统
- 运动控制

工业和汽车领域中的许多实时控制应用都得益于 ARM VFP9-S 提供的浮点的动态范围和准确性。汽车动力系统、防抱死制动系统、牵引控制和主动悬架系统都是关键业务应用，它们对准确性和可预测性的要求必不可少。

将 VFP9-S 整合到 SoC 设计中后，可使开发速度更快、性能更可靠，因为技术计算工具（MatLab、MATRIxx 等）可用于直接对系统建模和派生应用程序代码，从而确保系统设计行为更准确、可靠和可预测。

VFP10

ARM VFP10 是硬宏单元矢量浮点 (VFP) 协处理器，与所有 ARM10E™ 系列的 CPU 内核兼容。它支持单精度和双精度浮点；使 ARM 支持软件完全符合 IEEE754，或仅使硬件大致符合 IEEE754。支持代码包含两个组件：例行程序库和一组异常处理程序，前者执行未实现功能（如超越函数）和一些支持的功能（如分割），后者用于处理异常情况。

VFP10 功能

ISA 是 ARM VFPv2
16 个双精度或 32 个单精度寄存器
具有 64 位 LD/ST 接口的大型独立寄存器文件
使 ARM 支持代码完全符合 IEEE754
大致符合 IEEE754 的快速运行模式（仅硬件）
与 VFP9 和 VFP11 保持二进制兼容
标量和矢量操作支持（FP DSP 的理想选择）
并行 LD/ST、FMAC 和 DIV/SQRT 执行引擎
2.0Mflops/MHz
面积 ~1.16mm 2 TSMC 0.13µm LV
最多 325MHz（最坏情况）TSMC 0.13µm LV
<0.4mW/MHz（典型情况）功耗 TSMC 0.13µm LV

VFP10 指令集 (VFPv2)

运算：
- Add、Sub、Mult、Neg-Mult、Negate、Abs Value、Compare、Div、Square Root
FMAC（单版本和双版本）：
- Multiply-Add、Multiply-Subtract、Neg-Multiply-Add、Neg-Multiply-Subtract
类型转换
加载/存储标量和矢量，64 位/周期

VFP10 优点

ARM VFP10 的矢量处理功能为汽车动力系统、车身控制应用和图像应用（如打印中的缩放、转换和字体生成以及图形中的 3D 转换、FFT 和过滤）中使用的浮点体系结构提供增强的性能。下一代消费类产品（如 Internet 设备、机顶盒和家庭）可直接从 ARM VFP10 受益。

许多应用程序本身可从浮点的动态范围和准确性中受益。许多应用程序将移至到嵌入式应用程序，这些应用程序多年来始终基于浮点。推出 VFP10 后，可使用技术计算工具（如 MatLab 或 MATRIxx）轻松转换到嵌入式领域。

VFP10 应用

汽车控制应用
- 动力系统
- ABS
- 牵引控制和主动悬架
数字消费类产品
- 机顶盒、游戏机
3D 图形
- FFT 和 FIR 过滤
图像
- 激光打印机、静态数码相机、数码摄像机
工业控制系统
- 运动控制

工业和汽车领域中的许多实时控制应用程序均从 ARM VFP10 提供的动态范围和准确性中受益。汽车动力系统、防抱死制动系统、牵引控制和主动悬架系统都是关键业务应用程序，它们对准确性和可预测性的要求必不可少。将 VFP10 整合到 SoC 设计中后，可使开发速度更快、性能更可靠，因为技术计算工具（MatLab、MATRIxx 等）可用于直接对系统建模和派生应用程序代码，从而确保系统设计行为更准确、可靠和可预测。