Perché ARM è il più popolare? Architettura ARM

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Introduzione di ARM:

ARM sta per Advanced RISC (computer con set di istruzioni ridotto). ARM ha iniziato la sua vita come parte dei produttori di Acorn del computer BCC e ora progetta chip per Apple iPad. Il primo ARM è stato fondato presso l'Università di Cambridge nel 1978. I computer del gruppo Acorn hanno sviluppato il primo processore RISC commerciale ARM nel 1985. ARM è stata fondata e molto popolare nel 1990. ARM utilizza più del 98% dei telefoni cellulari nel 2007 e 10 miliardi di processori vengono spediti nel 2008. ARM è l'ultima tecnologia che è stata sostituita da microcontrollori e microprocessori. Fondamentalmente ARM è un processore o controller a 16 bit / 32 bit. ARM è il cuore dei prodotti digitali avanzati come i telefoni cellulari, i sistemi automobilistici, le fotocamere digitali, le reti domestiche e le tecnologie wireless.

Schema generale del chip ARM

Schema generale del chip ARM



Perché ARM è più popolare:


  • ARM è il processore più popolare, particolarmente utilizzato nei dispositivi portatili grazie al suo basso consumo energetico e alle prestazioni ragionevoli.
  • ARM ha prestazioni migliori rispetto ad altri processori. Il processore ARM è fondamentalmente costituito da basso consumo energetico e basso costo. È molto facile usare ARM per sviluppi di applicazioni rapidi ed efficienti, quindi questo è il motivo principale per cui ARM è più popolare.

Introduzione alle famiglie di architetture ARM:

Famiglie di architettura ARM

Famiglie di architettura ARM



Caratteristiche di diverse versioni ARM:

Versione 1:

L'architettura ARM versione uno:

  • Il software si interrompe
  • Bus indirizzi a 26 bit
  • L'elaborazione dei dati è lenta
  • Supporta operazioni di caricamento di byte, parola e multiparola

Versione 2:


  • Bus indirizzi a 26 bit
  • Istruzioni automatiche per la sincronizzazione dei thread
  • Supporto per coprocessore

Versione 3:

  • Indirizzamento a 32 bit
  • Supporto di più dati (come 32 bit = 32 * 32 = 64).
  • Più veloce di ARM version1 e version2

Versione 4:

  • Spazio degli indirizzi a 32 bit
  • La sua variante di supporto T: set di istruzioni THUMB a 16 bit
  • Supporta la variante M: moltiplicare lungo significa dare un risultato a 64 bit

Versione 5:

  • Migliore interazione del POLLICE DEL BRACCIO
  • Supporta le istruzioni CCL
  • Supporta la variante E: set di istruzioni DSP avanzato
  • Supporta la variante S: accelerazione dell'esecuzione del codice byte Java

Versione 6:

  • Sistema di memoria migliorato
  • Supporta una singola istruzione più dati

Nomenclatura ARM:

Esistono diverse versioni di ARM, come ARMTDMI, ARM10XE, il significato di TDMI e XE è fornito di seguito:

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

  • X - Famiglia
  • Y - Gestione della memoria
  • Z - Cache
  • T - POLLICE Decoder a 16 bit
  • D - JTAG Debug
  • M - Moltiplicatore veloce
  • I - Macrocellula ICE incorporata
  • E - Istruzione avanzata
  • J - Jazelle (Java)
  • F - Unità vettoriale in virgola mobile
  • S - Versione sintetizzabile

Architettura ARM:

ARM è un load-store che riduce l'architettura del set di istruzioni, significa che il core non può funzionare direttamente con la memoria. Tutte le operazioni sui dati devono essere eseguite da registri con le informazioni che si trovano nella memoria. Esecuzione dell'operazione di dati e memorizzazione del valore nella memoria. ARM è costituito da 37 set di registri, 31 sono registri per uso generico e 6 sono registri di stato. L'ARM utilizza sette modalità di elaborazione utilizzate per eseguire l'attività dell'utente.

  • Modalità UTENTE
  • Modalità FIQ
  • Modalità IRQ
  • Modalità SVC
  • Modalità NON DEFINITA
  • Modalità ABORT
  • Modalità THUMB

La modalità utente è una modalità normale che ha il minor numero di registri. Non ha SPSR e accesso limitato al CPSR. FIQ e IRQ sono le due modalità di interrupt della CPU. Il FIQ sta elaborando dopo l'interrupt e l'IRQ viene calunniato interrupt. La modalità FIQ dispone di altri cinque registri bancati per fornire maggiore flessibilità e prestazioni elevate quando vengono gestite interruzioni critiche. La modalità Supervisor è la modalità di interruzione del software del processore da avviare o ripristinare. La modalità non definita intercetta istruzioni illegali viene eseguita. Il core ARM è costituito da un bus dati a 32 bit e un flusso di dati più veloce. In modalità THUMB i 32 bit di dati divisi in 16 bit e aumentano la velocità di elaborazione.

Alcuni dei registri sono riservati in ciascuna modalità per un uso specifico da parte del core. I registri riservati sono

  • SP (puntatore allo stack).
  • LR (registro di collegamento).
  • PC (contatore del programma).
  • CPSR (registro dello stato del programma corrente).
  • SPSR (registro dello stato del programma salvato).

I registri riservati vengono utilizzati per funzioni specifiche. SPSR e CPSR contengono i bit di controllo dello stato di proprietà specifiche. Queste proprietà definiscono la modalità operativa, il flag di stato ALU, i flag di abilitazione o disabilitazione degli interrupt. Il core ARM funziona in due stati a 32 bit o THUMBS.

Registri di selezione della modalità ARM

Registri di selezione della modalità ARM

Misurazione della temperatura BASATA SU BRACCIO:

La temperatura è il parametro più importante nelle applicazioni industriali. La precisione di misurata e controllata è molto essenziale. Più trasformatori industriali sono danneggiati da alta tensione, sovraccarico e alta temperatura. La precisione della temperatura misurata e controllata è molto esigente. Questo progetto è progettato per interfacciare il sensore di temperatura a un microcontrollore basato su ARM.

Termoregolatore industriale

Termoregolatore industriale

Procedura di lavoro:

L'LPC2148 è una CPU ARM7 a 16/32 bit . Il sensore di temperatura LM35 è un sensore analogico, collegato al canale analogico del microcontrollore LPC2148. I valori di temperatura calunniati sono pre-programmati nel microcontrollore. Il display LCD grafico è collegato ai pin di uscita del microcontrollore. Il sensore di temperatura controlla la temperatura ogni secondo. Quando la temperatura aumenta a causa del sovraccarico, il sensore invia il segnale analogico al microcontrollore. Il microcontrollore fornisce gli avvisi tramite il cicalino e il display LCD. Il display LCD visualizza la temperatura sullo schermo. Questa applicazione viene utilizzata nelle industrie per scopi di sicurezza.

Schema a blocchi e caratteristiche ARM7:

Diagramma a blocchi ARM7

Diagramma a blocchi ARM7

Caratteristiche di ARM7:

  • L'ARM7 è un bus a 16/31 bit
  • La RAM statica è di 40 kb
  • La memoria programmabile flash su chip è di 512 kb
  • È un controller ad alta velocità con funzionamento a 60 MHz
  • Due convertitori ADC a 10 bit forniscono un totale di 14 ingressi analogici
  • Un convertitore D / A a 10 bit
  • Due timer / contatori a 32 bit
  • 4- CCM (Capture Compare Modulation), 6-PWM, Watchdog timer
  • Un RTC, 9 interruzioni
  • Un protocollo I2C, protocolli SPI, protocollo SSP
  • Due protocolli di comunicazione seriale UART

APPLICAZIONE:

  • Controllo industriale
  • Sistemi medici
  • Gateway di comunicazione
  • Modem software integrato
  • Applicazioni generiche
  • Controllo di accesso
  • Punto di scala

Diritti d'autore della foto: