¿Por qué ARM es más popular? Arquitectura ARM

¿Por qué ARM es más popular? Arquitectura ARM

Introducción de ARM:

ARM son las siglas de Advanced RISC (computadora con conjunto de instrucciones reducido). ARM comenzó su vida como parte de los fabricantes Acorn de la computadora BCC y ahora diseña chips para iPad de Apple. El primer ARM se estableció en la Universidad de Cambridge en 1978. Las computadoras del grupo Acorn desarrollaron el primer procesador comercial RISC ARM en 1985. ARM fue fundado y muy popular en 1990. El ARM utilizó más del 98% de los teléfonos móviles en 2007 y 10 mil millones de procesadores se envían en 2008. ARM es la última tecnología que se reemplaza por microcontroladores y microprocesadores. Básicamente, ARM es un procesador o controlador de 16 bits / 32 bits. ARM es el corazón de productos digitales avanzados como teléfonos móviles, sistemas automotrices, cámaras digitales y redes domésticas y tecnologías inalámbricas.

Diagrama general de chip ARM

Diagrama general de chip ARM



Por qué ARM es más popular:




  • ARM es el procesador más popular, especialmente utilizado en dispositivos portátiles debido a su bajo consumo de energía y rendimiento razonable.
  • ARM tiene un mejor rendimiento en comparación con otros procesadores. El procesador ARM consiste básicamente en un bajo consumo de energía y un bajo costo. Es muy fácil de usar ARM para desarrollos de aplicaciones rápidos y eficientes, por lo que esa es la razón principal por la que ARM es más popular.

Introducción a las familias de arquitectura ARM:

Familias de arquitectura ARM

Familias de arquitectura ARM

Características de las diferentes versiones de ARM:



Versión 1:

La arquitectura ARM versión uno:

  • Interrupciones de software
  • Bus de direcciones de 26 bits
  • El procesamiento de datos es lento
  • Admite operaciones de carga de bytes, palabras y varias palabras

Versión 2:




  • Bus de direcciones de 26 bits
  • Instrucciones automáticas para la sincronización de hilos
  • Soporte de coprocesador

Versión 3:

  • Direccionamiento de 32 bits
  • Soporte de datos múltiples (como 32 bits = 32 * 32 = 64).
  • Más rápido que ARM versión 1 y versión 2

Versión 4:

  • Espacio de direcciones de 32 bits
  • Su variante T de soporte: conjunto de instrucciones THUMB de 16 bits
  • Admite la variante M: multiplicación larga significa dar un resultado de 64 bits

Versión 5:

  • Interfuncionamiento mejorado ARM THUMB
  • Es compatible con instrucciones CCL
  • Es compatible con la variante E: conjunto de instrucciones DSP mejorado
  • Es compatible con la variante S: Aceleración de la ejecución del código de bytes de Java

Versión 6:

  • Sistema de memoria mejorado
  • Es compatible con una sola instrucción de datos múltiples

Nomenclatura ARM:

Existen diferentes versiones de ARM, como ARMTDMI, ARM10XE, el significado de TDMI y XE se da a continuación:

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

  • X - Familia
  • Y – Memory management
  • Z: caché
  • T - decodificador THUMB de 16 bits
  • D - Depuración de JTAG
  • M - Multiplicador rápido
  • I - Macrocélula ICE integrada
  • E - Instrucción mejorada
  • J - Jazelle (Java)
  • F - Unidad de coma flotante vectorial
  • S - Versión sintetizable

Arquitectura ARM:

ARM es una arquitectura de computadora de conjunto de instrucciones que reduce el almacenamiento de carga, lo que significa que el núcleo no puede operar directamente con la memoria. Todas las operaciones de datos deben realizarse mediante registros con la información que se encuentra en la memoria. Realización de la operación de datos y almacenamiento del valor en la memoria. ARM consta de 37 conjuntos de registros, 31 son registros de propósito general y 6 son registros de estado. El ARM utiliza siete modos de procesamiento que se utilizan para ejecutar la tarea del usuario.

  • Modo de usuario
  • Modo FIQ
  • Modo IRQ
  • Modo SVC
  • Modo INDEFINIDO
  • Modo ABORT
  • Modo PULGAR

El modo de usuario es un modo normal que tiene el menor número de registros. No tiene SPSR y tiene acceso limitado al CPSR. El FIQ y el IRQ son los dos modos de la CPU causados ​​por interrupciones. El FIQ está procesando una interrupción pasada y la IRQ es una interrupción calumniada. El modo FIQ tiene cinco registros bancarios adicionales para proporcionar más flexibilidad y alto rendimiento cuando se manejan interrupciones críticas. El modo Supervisor es el modo de interrupción de software del procesador para iniciar o reiniciar. Se ejecuta el modo No definido trampas instrucciones ilegales. El núcleo ARM consta de un bus de datos de 32 bits y un flujo de datos más rápido. En el modo THUMB, los datos de 32 bits se dividen en 16 bits y aumentan la velocidad de procesamiento.

Algunos de los registros están reservados en cada modo para un uso específico del núcleo. Los registros reservados son

  • SP (puntero de pila).
  • LR (registro de enlace).
  • PC (contador de programa).
  • CPSR (registro de estado del programa actual).
  • SPSR (registro de estado del programa guardado).

Los registros reservados se utilizan para funciones específicas. El SPSR y CPSR contienen los bits de control de estado de propiedades específicas. Estas propiedades definen el modo de funcionamiento, el indicador de estado de la ALU, los indicadores de activación o desactivación de interrupciones. El núcleo ARM está funcionando en dos estados de 32 bits o estado de PULGARES.

Registros de selección del modo ARM

Registros de selección del modo ARM

Medición de temperatura BASADA EN BRAZO:

La temperatura es el parámetro más importante en aplicaciones industriales. La precisión de la medición y el control es muy esencial. Más transformadores industriales están dañados por alta tensión, sobrecarga y alta temperatura. La precisión de la temperatura medida y controlada es muy exigente. Este proyecto está diseñado para conectar el sensor de temperatura a un microcontrolador basado en ARM.

Controlador de temperatura industrial

Controlador de temperatura industrial

Procedimiento de trabajo:

El LPC2148 es una CPU ARM7 de 16/32 bits . El sensor de temperatura LM35 es un sensor analógico, conectado al canal analógico del microcontrolador LPC2148. Los valores de temperatura difamados están preprogramados en el microcontrolador. La pantalla LCD gráfica está conectada a los pines de salida del microcontrolador. El sensor de temperatura monitorea la temperatura cada segundo. Cuando la temperatura aumenta debido a una sobrecarga, el sensor envía la señal analógica al microcontrolador. El microcontrolador da las alertas a través del zumbador y la pantalla LCD. La pantalla LCD muestra la temperatura en la pantalla. Esta aplicación se utiliza en industrias por motivos de seguridad.

Diagrama de bloques y características de ARM7:

Diagrama de bloques ARM7

Diagrama de bloques ARM7

Características de ARM7:

  • El ARM7 es un bus de 16/31 bits
  • El Ram estático es de 40 kb
  • La memoria flash programable en el chip es de 512 kb
  • Es un controlador de alta velocidad de funcionamiento de 60 MHz.
  • Dos convertidores ADC de 10 bits proporcionan un total de 14 entradas analógicas
  • Un convertidor D / A de 10 bits
  • Dos temporizadores / contadores de 32 bits
  • 4- CCM (modulación de comparación de captura), 6-PWM, temporizador de vigilancia
  • Un RTC, 9 interrupciones
  • Un protocolo I2C, protocolos SPI, protocolo SSP
  • Dos protocolos de comunicación serie UART

SOLICITUD:

  • Industrial control
  • Sistemas médicos
  • Pasarela de comunicación
  • Módem de software integrado
  • Aplicaciones de propósito general
  • Control de acceso
  • Punto de escala

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