Защо ARM е най-популярен? ARM архитектура

Защо ARM е най-популярен? ARM архитектура

Въвеждане на ARM:

ARM означава машина за усъвършенстван RISC (компютър с намален набор от инструкции). ARM започна живота си като част от производителите на Acorn на компютъра BCC и сега проектира чипове за Apple iPad. Първият ARM е създаден в университета в Кеймбридж през 1978 г. Компютрите на групата Acorn са разработили първия ARM търговски RISC процесор през 1985 г. ARM е основан и много популярен през 1990 г. ARM използва повече от 98% от мобилните телефони през 2007 и 10 милиарди процесори са доставени през 2008 г. ARM е най-новата технология, заменена от микроконтролери и микропроцесори. По принцип ARM е 16 битов / 32 битов процесор или контролер. ARM е сърцето на усъвършенстваните цифрови продукти като мобилни телефони, автомобилни системи, цифрови фотоапарати и домашни мрежи и безжични технологии.



Обща ARM чип схема

Обща ARM чип схема

Защо ARM е най-популярен:






  • ARM е най-популярният процесор, особено използван в преносими устройства поради ниската си консумация на енергия и разумна производителност.
  • ARM има по-добра производителност в сравнение с други процесори. Процесорът ARM се състои основно от ниска консумация на енергия и ниска цена. Много е лесно да се използва ARM за бързо и ефективно разработване на приложения, така че това е основната причина ARM да е най-популярна.

Въведение в ARM Architecture Families:

ARM Архитектура Семейства

ARM Архитектура Семейства

Характеристики на различни версии на ARM:



Версия 1:

Архитектура ARM версия едно:

  • Софтуерни прекъсвания
  • 26-битова адресна шина
  • Обработката на данни е бавна
  • Той поддържа операции за зареждане на байтове, думи и много думи

Версия 2:


  • 26-битова адресна шина
  • Автоматични инструкции за синхронизация на нишки
  • Поддръжка на копроцесор

Версия 3:

  • 32-битово адресиране
  • Поддръжка на множество данни (като 32 бита = 32 * 32 = 64).
  • По-бързо от ARM версия1 и версия2

Версия 4:

  • 32-битово адресно пространство
  • Неговата поддръжка T вариант: 16-битов набор от инструкции THUMB
  • Той поддържа вариант М: дългото умножение означава 64-битов резултат

Версия 5:

  • Подобрено ARM THUMB взаимодействие
  • Поддържа инструкции за CCL
  • Поддържа E вариант: Подобрен набор от инструкции за DSP
  • Той поддържа S вариант: Ускоряване на изпълнението на байтов код на Java

Версия 6:

  • Подобрена система с памет
  • Той поддържа една инструкция множество данни

ARM номенклатура:

Има различни версии на ARM, като ARMTDMI, ARM10XE, значението на TDMI и XE е дадено по-долу:

РЪКА {X} {Y} {Z} {T} {D} {M} {I} {E} {J} {F} {S}

  • X - Семейство
  • Y - Управление на паметта
  • Z - кеш
  • T - THUMB 16-битов декодер
  • D - JTAG отстраняване на грешки
  • M - Бърз умножител
  • I - Вградена ICE макроклетка
  • E - Подобрена инструкция
  • J - Jazelle (Java)
  • F - Векторна единица с плаваща запетая
  • S - Синтезируема версия

ARM архитектура:

ARM е компютърна архитектура за набор от инструкции за намаляване на натоварването, което означава, че ядрото не може директно да работи с паметта. Всички операции с данни трябва да се извършват чрез регистри с информацията, която се намира в паметта. Извършване на операцията с данни и съхраняване на стойността обратно в паметта. ARM се състои от 37 набора от регистри, 31 са регистри с общо предназначение и 6 са регистри на състоянието. ARM използва седем режима на обработка, които се използват за изпълнение на потребителската задача.

  • ПОТРЕБИТЕЛСКИ режим
  • FIQ mode
  • IRQ режим
  • SVC режим
  • Неопределен режим
  • ABORT режим
  • THUMB режим

Потребителският режим е нормален режим, който има най-малък брой регистри. Той няма SPSR и ограничен достъп до CPSR. FIQ и IRQ са двата режима, причинени от прекъсване на процесора. FIQ обработва минало прекъсване, а IRQ е оклеветен прекъсване. Режимът FIQ има допълнителни пет регистрирани банки, за да осигури по-голяма гъвкавост и висока производителност при работа с критични прекъсвания. Режимът Supervisor е режим на прекъсване на софтуера на процесора за стартиране или нулиране. Недефинираният режим улавя незаконни инструкции, се изпълнява. Ядрото ARM се състои от 32-битова шина за данни и по-бърз поток от данни. В режим THUMB 32-битовите данни са разделени на 16 бита и увеличават скоростта на обработка.

Някои от регистрите са запазени във всеки режим за специфично използване от ядрото. Резервираните регистри са

  • SP (указател на стека).
  • LR (регистър на връзките).
  • PC (брояч на програми).
  • CPSR (текущ регистър на състоянието на програмата).
  • SPSR (записан регистър за състоянието на програмата).

Резервираните регистри се използват за специфични функции. SPSR и CPSR съдържат битове за контрол на състоянието на специфични свойства. Тези свойства са дефиниране на режим на работа, флаг на състоянието на ALU, флагове за разрешаване или забрана на прекъсване Ядрото на ARM работи в две състояния 32-битово състояние или състояние THUMBS.

Регистри за избор на режим ARM

Регистри за избор на режим ARM

Измерване на температурата на базата на ръката:

Температурата е най-важният параметър в индустриалните приложения. Точността на измерените и контролираните е много важна. Повече индустриални трансформатори са повредени от високо напрежение и претоварване и висока температура. Точността на измерваната и контролирана температура е изключително взискателна. Този проект е предназначен за свързване на температурния сензор с ARM-базиран микроконтролер.

Промишлен температурен контролер

Промишлен температурен контролер

Работна процедура:

LPC2148 е 16/32 битов ARM7 процесор . Температурният сензор LM35 е аналогов сензор, свързан към аналоговия канал на микроконтролера LPC2148. Клеветите температурни стойности са предварително програмирани в микроконтролера. Графичният LCD е свързан към изходните щифтове на микроконтролера. Сензорът за температура следи температурата на всяка секунда. Когато температурата се повиши поради претоварване, тогава сензорът изпраща аналоговия сигнал към микроконтролера. Микроконтролерът подава сигналите чрез зумера и LCD дисплея. LCD показва температурата на екрана. Това приложение се използва в промишлеността с цел безопасност.

Блок диаграма и функции на ARM7:

Блок диаграма ARM7

Блок диаграма ARM7

Характеристики на ARM7:

  • ARM7 е 16/31 - битова шина
  • Статичният Ram е 40 kb
  • Програмируемата памет на чипа с флаш е 512kb
  • Това е високоскоростен контролер 60 MHz работа
  • Два 10-битови ADC преобразуватели осигуряват общо 14 аналогови входа
  • Един 10-битов D / A конвертор
  • Два 32-битови таймера / броячи
  • 4- CCM (Capture Compare Modulation), 6-PWM, Watchdog timer
  • Един RTC, 9 прекъсвания
  • Един I2C протокол, SPI протоколи, SSP протокол
  • Два протокола за последователна комуникация на UART

ПРИЛОЖЕНИЕ:

  • Индустриален контрол
  • Медицински системи
  • Комуникационен шлюз
  • Вграден мек модем
  • Приложения с общо предназначение
  • Контрол на достъпа
  • Точка на мащаба

Снимка: