Pourquoi ARM est le plus populaire? Architecture ARM

Pourquoi ARM est le plus populaire? Architecture ARM

Introduction d'ARM:

ARM signifie Advanced RISC (ordinateur à jeu d'instructions réduit). ARM a commencé sa vie en tant que membre des fabricants Acorn de l'ordinateur BCC et conçoit maintenant des puces pour Apple iPad. Le premier ARM a été créé à l'Université de Cambridge en 1978. Les ordinateurs du groupe Acorn ont développé le premier processeur RISC commercial ARM en 1985. ARM a été fondé et très populaire en 1990. L'ARM utilisant plus de 98% des téléphones mobiles en 2007 et 10 milliards de processeurs sont livrés en 2008. ARM est la dernière technologie qui a été remplacée par des microcontrôleurs et des microprocesseurs. Fondamentalement, ARM est un processeur ou contrôleur 16 bits / 32 bits. ARM est le cœur des produits numériques avancés tels que les téléphones mobiles, les systèmes automobiles, les appareils photo numériques, les réseaux domestiques et les technologies sans fil.



Schéma général de la puce ARM

Schéma général de la puce ARM

Pourquoi ARM est le plus populaire:






  • ARM est le processeur le plus populaire, particulièrement utilisé dans les appareils portables en raison de sa faible consommation d'énergie et de ses performances raisonnables.
  • ARM a de meilleures performances par rapport aux autres processeurs. Le processeur ARM se compose essentiellement d'une faible consommation d'énergie et d'un faible coût. Il est très facile d'utiliser ARM pour des développements d'applications rapides et efficaces, c'est la raison principale pour laquelle ARM est le plus populaire.

Introduction aux familles d'architecture ARM:

Familles d

Familles d'architecture ARM

Caractéristiques des différentes versions d'ARM:



Version 1:

L'architecture ARM version un:

  • Interruptions du logiciel
  • Bus d'adresse 26 bits
  • Le traitement des données est lent
  • Il prend en charge les opérations de chargement d'octets, de mots et de mots multiples

Version 2:


  • Bus d'adresse 26 bits
  • Instructions automatiques pour la synchronisation des threads
  • Prise en charge des coprocesseurs

Version 3:

  • Adressage 32 bits
  • Prise en charge de plusieurs données (comme 32 bits = 32 * 32 = 64).
  • Plus rapide que la version 1 et la version 2 d'ARM

Version 4:

  • Espace d'adressage 32 bits
  • Sa variante de support T: jeu d'instructions THUMB 16 bits
  • Il prend en charge la variante M: les moyens de multiplication longs donnent un résultat 64 bits

Version 5:

  • Interfonctionnement ARM THUMB amélioré
  • Il prend en charge les instructions CCL
  • Il prend en charge la variante E: jeu d'instructions DSP amélioré
  • Il prend en charge la variante S: accélération de l'exécution de code d'octet Java

Version 6:

  • Système de mémoire amélioré
  • Il prend en charge une seule instruction plusieurs données

Nomenclature ARM:

Il existe différentes versions d'ARM, comme ARMTDMI, ARM10XE, la signification de TDMI et XE est donnée ci-dessous:

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

  • X - Famille
  • Y - Gestion de la mémoire
  • Z – Cache
  • T - Décodeur THUMB 16 bits
  • D - Débogage JTAG
  • M - Multiplicateur rapide
  • I - Macrocellule ICE intégrée
  • E - Instruction améliorée
  • J – Jazelle (Java)
  • F - Unité vectorielle à virgule flottante
  • S - Version synthétisable

Architecture ARM:

ARM est une architecture informatique de jeu d'instructions réduisant la charge, cela signifie que le cœur ne peut pas fonctionner directement avec la mémoire. Toutes les opérations de données doivent être effectuées par des registres avec les informations qui se trouvent dans la mémoire. Exécution de l'opération de données et stockage de la valeur dans la mémoire. ARM se compose de 37 jeux de registres, 31 sont des registres à usage général et 6 sont des registres d'état. L'ARM utilise sept modes de traitement qui sont utilisés pour exécuter la tâche utilisateur.

  • Mode utilisateur
  • Mode FIQ
  • Mode IRQ
  • Mode SVC
  • Mode NON DÉFINI
  • Mode ABORT
  • Mode THUMB

Le mode utilisateur est un mode normal qui a le moins de registres. Il n’a pas de SPSR et un accès limité au CPSR. Le FIQ et l'IRQ sont les deux modes provoqués par une interruption du CPU. La FIQ traite l'interruption passée et l'IRQ est une interruption calomniée. Le mode FIQ dispose de cinq registres mis en banque supplémentaires pour offrir plus de flexibilité et de hautes performances lors de la gestion d'interruptions critiques. Le mode Superviseur est le mode d'interruption logicielle du processeur pour démarrer ou réinitialiser. Le mode non défini intercepte les instructions illégales est exécuté. Le cœur ARM se compose d'un bus de données 32 bits et d'un flux de données plus rapide. En mode THUMB, les 32 bits de données sont divisés en 16 bits et augmentent la vitesse de traitement.

Certains des registres sont réservés dans chaque mode pour une utilisation spécifique par le cœur. Les registres réservés sont

  • SP (pointeur de pile).
  • LR (registre de lien).
  • PC (compteur de programmes).
  • CPSR (registre d'état actuel du programme).
  • SPSR (registre d'état du programme enregistré).

Les registres réservés sont utilisés pour des fonctions spécifiques. Le SPSR et le CPSR contiennent les bits de contrôle d'état de propriétés spécifiques. Ces propriétés définissent le mode de fonctionnement, l'indicateur d'état de l'ALU, les indicateurs d'activation ou de désactivation d'interruption. Le cœur ARM fonctionne dans deux états 32 bits ou THUMBS.

Registres de sélection du mode ARM

Registres de sélection du mode ARM

Mesure de température BASÉE SUR LE BRAS:

La température est le paramètre le plus important dans les applications industrielles. La précision des mesures et des contrôles est très essentielle. De plus en plus de transformateurs industriels sont endommagés par la haute tension, la surcharge et la température élevée. La précision de la température mesurée et contrôlée est très exigeante. Ce projet est conçu pour interfacer le capteur de température à un microcontrôleur ARM.

Contrôleur de température industriel

Contrôleur de température industriel

Procédure de travail:

Le LPC2148 est un processeur ARM7 16/32 bits . Le capteur de température LM35 est un capteur analogique, connecté au canal analogique du microcontrôleur LPC2148. Les valeurs de température diffamées sont préprogrammées dans le microcontrôleur. L'écran LCD graphique est connecté aux broches de sortie du microcontrôleur. Le capteur de température surveille la température toutes les secondes. Lorsque la température augmente en raison d'une surcharge, le capteur envoie le signal analogique au microcontrôleur. Le microcontrôleur émet les alertes via le buzzer et l'écran LCD. L'écran LCD affiche la température à l'écran. Cette application est utilisée dans les industries à des fins de sécurité.

Schéma fonctionnel et fonctionnalités de l'ARM7:

Schéma fonctionnel ARM7

Schéma fonctionnel ARM7

Caractéristiques de ARM7:

  • L'ARM7 est un bus 16/31 bits
  • Le Ram statique est de 40 kb
  • La mémoire flash programmable sur puce est de 512 Ko
  • Il s'agit d'un contrôleur haute vitesse à 60 MHz
  • Deux convertisseurs ADC 10 bits fournissent un total de 14 entrées analogiques
  • Un convertisseur N / A 10 bits
  • Deux minuteries / compteurs 32 bits
  • 4- CCM (Capture Compare Modulation), 6-PWM, minuterie de surveillance
  • Un RTC, 9 interruptions
  • Un protocole I2C, protocoles SPI, protocole SSP
  • Deux protocoles de communication série UART

APPLICATION:

  • Contrôle industriel
  • Systèmes médicaux
  • Passerelle de communication
  • Modem logiciel intégré
  • Applications générales
  • Contrôle d'accès
  • Point d'échelle

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