Zašto je ARM najpopularniji? ARM Arhitektura

Isprobajte Naš Instrument Za Uklanjanje Problema





Uvođenje ARM-a:

ARM je skraćenica od Advanced RISC (računalo sa smanjenim skupom uputa). ARM je započeo život kao dio proizvođača žira BCC računala i sada dizajnira čipove za Apple iPad. Prvi ARM osnovan je na Sveučilištu Cambridge 1978. Računala grupe Acorn razvila su prvi ARM komercijalni RISC procesor 1985. ARM je osnovan i vrlo popularan 1990. ARM je koristio više od 98% mobilnih telefona u 2007. i 10 milijarda procesora isporučeno je 2008. ARM je najnovija tehnologija koja je zamijenjena mikrokontrolerima i mikroprocesorima. U osnovi je ARM 16-bitni / 32-bitni procesor ili kontroler. ARM je srce naprednih digitalnih proizvoda poput digitalnih fotoaparata za automobilske sustave mobilnih telefona i kućnih mreža i bežičnih tehnologija.

Općeniti dijagram ARM čipa

Općeniti dijagram ARM čipa



Zašto je ARM najpopularniji:


  • ARM je najpopularniji procesor, koji se posebno koristi u prijenosnim uređajima zbog male potrošnje energije i razumnih performansi.
  • ARM ima bolje performanse u usporedbi s drugim procesorima. ARM procesor se u osnovi sastoji od male potrošnje energije i niske cijene. Vrlo je jednostavno koristiti ARM za brz i učinkovit razvoj aplikacija, pa je to glavni razlog zašto je ARM najpopularniji.

Uvod u obitelji ARM arhitekture:

Obitelji ARM arhitekture

Obitelji ARM arhitekture



Značajke različitih verzija ARM-a:

Verzija 1:

Arhitektura ARM verzije jedan:

  • Softverski prekidi
  • 26-bitna sabirnica adresa
  • Obrada podataka je spora
  • Podržava operacije učitavanja bajtova, riječi i više riječi

Verzija 2:


  • 26-bitna sabirnica adresa
  • Automatske upute za sinkronizaciju niti
  • Podrška suprocesoru

Verzija 3:

  • 32-bitno adresiranje
  • Podrška za više podataka (poput 32 bita = 32 * 32 = 64).
  • Brži od ARM verzije1 i verzije2

Verzija 4:

  • 32-bitni adresni prostor
  • Njegova podrška T varijanta: 16-bitni set instrukcija THUMB
  • Podržava M varijantu: dugo množenje znači 64-bitni rezultat

Verzija 5:

  • Poboljšano međusobno povezivanje ARM THUMB-a
  • Podržava CCL upute
  • Podržava E varijantu: Poboljšani set DSP uputa
  • Podržava S varijantu: Ubrzanje izvršavanja Java bajt koda

Verzija 6:

  • Poboljšani memorijski sustav
  • Podržava jednu uputu više podataka

ARM nomenklatura:

Postoje različite verzije ARM-a, poput ARMTDMI, ARM10XE, značenje TDMI i XE dato je u nastavku:

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

  • X - Obitelj
  • Y - Upravljanje memorijom
  • Z - predmemorija
  • T - THUMB 16-bitni dekoder
  • D - JTAG ispravljanje pogrešaka
  • M - Brzi množitelj
  • I - ugrađena ICE makroćelija
  • E - poboljšane upute
  • J - Jazelle (Java)
  • F - Vektorska jedinica s pomičnom zarezom
  • S - Verzija koja se može sintetizirati

ARM Arhitektura:

ARM je računalna arhitektura za skup naredbi za smanjenje opterećenja, što znači da jezgra ne može izravno raditi s memorijom. Sve podatkovne operacije moraju se obavljati registrima s informacijama koje se nalaze u memoriji. Izvođenje operacija podataka i spremanje vrijednosti natrag u memoriju. ARM se sastoji od 37 setova registara, 31 je registar opće namjene i 6 registara statusa. ARM koristi sedam načina obrade koji se koriste za pokretanje korisničkog zadatka.

  • KORISNIČKI način
  • FIQ način rada
  • IRQ način rada
  • SVC način rada
  • NEDEFINIRAN način
  • Način prekida
  • THUMB način rada

Korisnički način rada je normalan način rada koji ima najmanji broj registara. Nema SPSR i ograničeni pristup CPSR-u. FIQ i IRQ dva su načina CPU-a uzrokovana prekidima. FIQ obrađuje prošli prekid, a IRQ je oklevetani prekid. Način FIQ ima dodatnih pet bankarskih registara koji pružaju veću fleksibilnost i visoke performanse kada se obrađuju kritični prekidi. Način nadzora je način softverskog prekida procesora za pokretanje ili resetiranje. Izvršen je nedefinirani način koji zarobljava nezakonite upute. Jezgra ARM sastoji se od 32-bitne sabirnice podataka i bržeg protoka podataka. U načinu rada THUMB 32-bitni podaci podijeljeni u 16-bitne i povećavaju brzinu obrade.

Neki su registri rezervirani u svakom načinu za specifičnu upotrebu u jezgri. Rezervirani registri su

  • SP (pokazivač stoga).
  • LR (registar veza).
  • PC (brojač programa).
  • CPSR (trenutni registar statusa programa).
  • SPSR (spremljeni registar statusa programa).

Rezervirani registri koriste se za određene funkcije. SPSR i CPSR sadrže bitove za kontrolu statusa određenih svojstava. Ova svojstva definiraju način rada, zastavicu statusa ALU, zastavice za omogućavanje ili onemogućavanje prekida. ARM jezgra djeluje u dva stanja, u 32-bitnom stanju ili u stanju THUMBS.

Registri za odabir načina rada ARM

Registri za odabir načina rada ARM

Mjerenje temperature na temelju ruke

Temperatura je najvažniji parametar u industrijskoj primjeni. Preciznost izmjerenog i kontroliranog je vrlo bitna. Više industrijskih transformatora oštećeno je visokim naponom i preopterećenjem te visokom temperaturom. Preciznost izmjerene i kontrolirane temperature vrlo je zahtjevna. Ovaj je projekt osmišljen za povezivanje senzora temperature s mikrokontrolerom koji se temelji na ARM-u.

Industrijski regulator temperature

Industrijski regulator temperature

Postupak rada:

LPC2148 je 16/32 bitni ARM7 CPU . Senzor temperature LM35 analogni je senzor, povezan s analognim kanalom mikrokontrolera LPC2148. Oklevetane vrijednosti temperature unaprijed su programirane u mikrokontroleru. Grafički LCD povezan je na izlazne igle mikrokontrolera. Senzor temperature prati temperaturu svake sekunde. Kada se temperatura poveća zbog preopterećenja, senzor šalje analogni signal mikrokontroleru. Mikrokontroler daje upozorenja putem zujalice i LCD zaslona. LCD prikazuje temperaturu na zaslonu. Ova se aplikacija koristi u industriji iz sigurnosnih razloga.

Blok dijagram i značajke ARM7:

Blok dijagram ARM7

Blok dijagram ARM7

Značajke ARM7:

  • ARM7 je 16/31 - bitna sabirnica
  • Statički Ram je 40 kb
  • Programirana memorija na čipu s flash memorijom iznosi 512 kb
  • Radi se o regulatoru velike brzine od 60 MHz
  • Dva 10-bitna ADC pretvarača pružaju ukupno 14 analognih ulaza
  • Jedan 10-bitni D / A pretvarač
  • Dva 32-bitna timera / brojača
  • 4- CCM (modulacija usporedbe snimanja), 6-PWM, nadzorni timer
  • Jedan RTC, 9 prekida
  • Jedan I2C protokol, SPI protokoli, SSP protokol
  • Dva UART serijska komunikacijska protokola

PRIJAVA:

  • Industrijska kontrola
  • Medicinski sustavi
  • Komunikacijski pristupnik
  • Ugrađeni soft modem
  • Primjene za opću namjenu
  • Kontrola pristupa
  • Mjerilo

Foto: