Реферат Сімейство ARM9 Thumb

>ASIC (>ApplicationsSpecificIntegratedCircuit) стали першими приладами, які у певної міри враховували особливі вимоги, запропоновані замовниками, і який було неможливо вистачити це й економічно реалізовані на стандартних приладах (універсальних - загального призначення). НайактивнішеASIC почали розвиватися після запровадження технології програмних ядер і програмних бібліотек периферійних компонентів, які, в міру їхнього розвитку, дозволили створювати однією кристалі достатнє дуже багато функцій, щоб було називати такі кристали ">системами-на-кристалле". Навіть якщо до появиASIC функції, реалізовані електронної апаратурою, визначалися, переважно, запропонованими напівпровідниковими галузями стандартними приладами, то сьогодні набір функцій, можливості приладів, виготовлених в напівпровідникових галузях призначають у першу чергу потреби користувачів - ринковий попит. Кажучи образно, раніше собака (напівпровідникові галузі) виляли хвостом (споживачем), то сьогодні хвіст вихляє собакою.

Підтвердженням цього є дуже багато різноманітних пристроїв, які вироблялися величезних обсягах, і реалізованих з урахуванням ядерARM7TDMI фірмиARM і ядрах інших фірм (наприклад стільникові телефони - подальше перерахування займе занадто велике місце). Ще однією підтвердженням активізації вихляння собакою є продовження робіт як фірмоюARM, і іншими фірмами, зі створення ядер з наростаючою продуктивністю і з новими функціональними можливостями.

Для сучасних критичних до вартості і споживання застосувань необхідний дуже високий рівень продуктивності. Персональні цифрові інформаційні устрою (PDA) і інтелектуальні телефони - обчислювальні устрою розміром із долоню - вже поєднуються із засобами цифровий бездротового комунікації, про те, щоб забезпечити звернення до нових послуг Internet, до цього тепер додається Java розпізнавання промови! Цифрові приставки забезпечують отриманняMPEG відеотаSurround Sound звучання за ціною, доступною для споживача із середнім статком.Ширина смуги частот мереж росте, і функції маршрутизації переміщаються на мережні інтерфейсні карти персональних комп'ютерів. Кабельні, xDSL і56-кбодовие модеми реалізують дедалі більше складні алгоритми переміщення даних. У найближчій перспективі проглядається стільниковий відео конференц-зв'язок.

Прилади сімействоARM9Thumb, офіційно випущені торік у жовтні 1997 року, мають продуктивністю, необхідної практично всім цих застосувань, причому за дуже малому споживанні, що надзвичайно важливо задля пристроїв збатарейним харчуванням. Зазначимо, що зниження споживання актуально як для кишенькових пристроїв - високе споживання обмежує рівень інтеграції кристала, що зумовлює необхідності реалізовувати необхідні функції у кількох кристалах, веде до небажаним шумів вентиляторів охолодження, веде до дорогомукорпусированию або до використанню дорожчих компонентів харчування.

Сімейство32-разряднихARMRISC процесорівARM9TDMI, яке зберегло основні перевагиARM7TDMI, стали промисловим стандартом, забезпечує дворазове збільшення продуктивності, під час виготовлення по еквівалентній технології.

ПродуктивністьARM9TDMI становить 133MIPS при 120 МГц і технологіїCMOS зтопологическими нормами 0, 35мкм. При топології 0, 25мкм і 0, 18мкм робоча частота становитиме понад 200 МГц і продуктивність понад 220,2MIPS.

Нові рівні продуктивності відкривають можливість створення маси нового застосування, з розширеними можливостями, дозволяють, з допомогою реалізації безлічі функцій однієювисокопроизводительномCPU, знижувати вартість систем.

У сімействоARM9TDMI, нині, входитьпроцессорное ядроARM9TDMI, і оснащені кешпроцессорниемакроядраARM940T іARM920T.

Загальні для, всіх процесорів сімействаARM9TDMI можливості:

>Високопроизводительний32-разряднийARMRISC механізм

Гарвардська архітектура з роздільними шинами команд і передачею даних

>Пятиуровневий конвеєр

Модуль, виконує операціюперемножения/аккумулирования16x32 за цикл

Гнучка синхронізаціяCPU і шини, включаючи асинхронну, синхронну іоднотактовую конфігурації

>Thumb16-разрядная система команд, забезпечує кращу у галузі, щільність коду

Вбудовані можливостіEmbeddedICEJTAG налагодження програмного забезпечення

Можливість адаптацію перспективнимCMOS технологіям з меншимитопологическими нормами

Сумісність з низьковольтнимиCMOS технологіями

100% сумісність двійкових кодів користувача зARM7TDMI

Можливість інтеграції класу ">система-на-кристалле" з умонтованим тестуванням у процесі виробництва

>Рис. 1.Блок-схема процесорного ядраARM9TDMI

Наслідком інтелектуалізації сучасних застосувань є зростання обсягів програмного забезпечення. Зі збільшенням обсягу кодів і передачею даних пам'ять займає дедалі більшу частку вартості системи.

за рахунок використання вузьке системи командThumb прилади сімействаARM9Thumb забезпечує те саме найкращу у галузі щільність коду як і прилади сімействаARM7Thumb і, отже, забезпечують зниження вартості системи загалом. Крім забезпечення меншого обсягу пам'яті збільшення щільності кодів, за збереження тієї ж самої продуктивності, для вибірки команд використовується понад вузька смуга частот, що дозволяє вивільнену смугу використовуватиме іншого. Як і сімействоARM7Thumb до сімействаARM9Thumb крім ядраARM9TDMI входятьмакроядра. На цей час до цього сімейство входятьмакроядраARM940T іARM920T основним відзнакою якого є наявність вбудованих кеш команд та об'єктивності даних.

Оскільки прилади сімейства працюють із тактовими частотами істотно перевищують 100 МГц (120 МГц при топології 0, 35мкм і більше 200 МГц притопологиях 0, 25 і менше), то старанно розробленікешированниемакроядра приховують високочастотні запити схеми в попередньо розробленому "чорному ящику", що забезпечує легкий використання вмонтований низькочастотний системний шинний інтерфейс, що дозволяє розробниковіASIC чиASSP сконцентруватися на специфічні особливості проекту. Оскількикеширование значно зменшує потреба у широкої смузі частот, для розміщеної в решти системи пам'яті, з'являється можливість знизити споживання системи, особливо в використанні зовнішньої, щодо кристала, пам'яті.

Смуга пропускання системної шини і пам'яті забезпечують вирішення завдань обробки відеота інші завдання, чи дозволяє вживати дешевший16-разрядний і навіть8-разрядний інтерфейс ЗУ. Усе це дозволяє сімействуARM9Thumb забезпечувати продуктивність понад 100MIPS при системі пам'яті типовою для16-разрядной системи.

>МакроядроARM940T - закінчена високопродуктивна підсистемаCPU, що містить ядроARM9TDMI (>целочисленноеRISCCPU),кеши команд та об'єктивності даних, ємністю по 4 Кбайт, буфер записи, блок захисту та інтерфейсAMBAASB шини.МакроядроARM940T призначено від використання у які вбудовуються управляючих цілях, які потребують підтримки віртуальної пам'яті. Модуль захисту, який би можливостіконфигурирования та питаннями захисту пам'яті, необхідних типовоюRTOS, дозволяє визначати 8 областей пам'яті, кожна з яких має незалежними повноваженнями вирішення і доступу до кеш і буферу записи. Модуль захисту повністюсконфигурирован з вбудованих регістрів, що забезпечує просту програмну модель і виключає потреба збереження у пам'яті таблиці відображення сторінок. ЗазвичаймакроядроARM940T використовують у тих цілях, у яких кінцевий користувач будь-коли додає програмне забезпечення до системи - типу процесорів, які вбудовуються у плати мережного інтерфейсу, принтери, TV і Internet приставки й у автомобільних цілях.

>МакроядроARM920T, також оснащена кеш команд і передачею даних, але ємністю по 16 Кбайт, закінчена високопродуктивна підсистемаCPU з урахуванням ядраARM9TDMI, з буфером запису і інтерфейсомAMBAASB шини, але замість блоку захистумакроядро оснащено повнимMMU - блоком підтримки віртуальної пам'яті.МакроядроARM920T орієнтоване використання у відкритих" системах, котрим потрібне повне управління віртуальної пам'яттю і розвинена захист власної пам'яті - до таких системам ставляться персональні інформаційні устрою (PDA), мережні комп'ютери, інтелектуальні телефони, X- іWindows-терминали.

>Блок-схемамакроядраARM920T представлена наРис. 2.

Рис.2.Блок-схемамакроядраARM920T

Малюнок настр1-3ARM920TTechnicalReferenceManualarm.com/Documentation/UserMans/ рядокARM920T (>Rev 0)DDI-0150AissuedJun 1999

Процесорам сімействаARM9Thumb забезпечують можливість істотного скорочення вартості і термінів виведення ринок удосконалених версій розробки, з допомогою реалізації одним високопродуктивнимCPU функцій, раніше які виконували окремими незалежнимимикроконтроллерами. Інтелектуальні телефони, схеми приставок й програмні модеми в PDA відбивають цієї тенденції. До основним переваг застосування процесорів сімействаARM9Thumb ставляться:

Нижчий вартість апаратних коштів, бо єдиною системи пам'яті потрібно менше висновків, менше компонентів і менша потужність джерела харчування.

Не треба розділяти ПО між кількомаMCU.

Не треба у створенні каналів зв'язок між кількомаMCU.

>Исключается складнамногопроцессорная налагодження.

Уся розробка програмного забезпечення ведеться єдиним комплектом інструментальних коштів на єдиної архітектуриCPU.

>Равномернаянесегментированная32-разрядная архітектура пам'яті, з адресним простором 4Гбайта, спрощує розробку програмного забезпечення.

Технічні характеристики приладів сімействаARM9Thumb

ЯдроCPU >Занимаемая площа Споживання,мВт/МГц >Тактовая частота Продуктивність
>ARM9TDMI5-уровневий конвеєр, інтерфейс Гарвардської шини,ARMRISC ядро зThumb іEmbeddedICE

2, 4мм2 при 0, 25мкм

3, 7мм2 при 0, 35мкм

4, 8мм2 при 0, 4мкм

Пікове - 1, 35

Середнє - 0, 7

>Idle - <100 (>мкВт)

120 МГц приCMOS 0, 35мкм

>200 МГц приCMOS 0, 25мкм і менше

1, 1MIPS/МГц

132MIPS при 120 МГц

220MIPS при 200 МГц

Прилад ЯдроCPU Обсяг кеш, команд + даних Управління пам'яттю >Занимаемая площа Споживання,мВт/МГц
>ARM940Tкешированноепроцессорноемакроядро >ARM9TDMI 4 Кбайт + 4 Кбайт

Проста пам'ять

>Конфигурирование і захист

8, 1мм2 при 0, 25мкм

12, 7мм2 при 0, 35мкм

16, 6мм2 при 0, 4мкм

Пікове - 5, 0

Середнє - 2, 5

>Idle - <100 (>мкВт)

при 0, 35мкм і трьох, 3 У

>ARM920Tкешированноепроцессорноемакроядро >ARM9TDMI 16 Кбайт + 16 Кбайт >ARMv4MMU з повним підтримкою віртуальної пам'яті

20мм2 при 0, 25мкм

30мм2 при 0, 35мкм

38мм2 при 0, 4мкм

Пікове - 5, 0

Середнє - 2, 5

>Idle - <100 (>мкВт)

при 0, 35мкм і трьох, 3 У

Список літератури

Для підготовки даної роботи було використані матеріали із російського сайтуgaw/


Схожі реферати:

Навігація