Из Википедии, свободной энциклопедии
  (Перенаправлено с ARM946E-S )
Перейти к навигации Перейти к поиску
ARM9T
Главная Информация
РазработаноARM Holdings
Архитектура и классификация
МикроархитектураARMv4T
Набор инструкцийARM (32-бит) ,
Thumb (16-бит)
ARM9E
Архитектура и классификация
МикроархитектураARMv5TE
Набор инструкцийARM (32-бит) ,
Thumb (16-бит)
ARM9EJ
Архитектура и классификация
МикроархитектураARMv5TEJ
Набор инструкцийARM (32-бит) ,
Thumb (16-бит) ,
Jazelle (8-бит)

ARM9 - это группа более старых 32-разрядных процессорных ядер RISC ARM , лицензированных ARM Holdings для использования в микроконтроллерах . [1] Семейство ядер ARM9 состоит из ARM9TDMI, ARM940T, ARM9E-S, ARM966E-S, ARM920T, ARM922T, ARM946E-S, ARM9EJ-S, ARM926EJ-S, ARM968E-S, ARM996HS. Поскольку ядра ARM9 выпускались с 1998 по 2006 год , они больше не рекомендуются для новых конструкций ИС, вместо этого предпочтительны ядра ARM Cortex-A , ARM Cortex-M , ARM Cortex-R . [1]

Обзор [ править ]

См. Также: Архитектура ARM и Список ядер ARM.

С этим поколением дизайна ARM перешла от архитектуры фон Неймана ( архитектура Принстона) к (модифицированной; означает разделенный кеш) гарвардской архитектуре с отдельными шинами инструкций и данных (и кешами), что значительно увеличило ее потенциальную скорость. [2] Большинство кремниевых чипов, объединяющих эти ядра, будут упаковывать их как чипы с модифицированной архитектурой Гарварда , объединяя две адресные шины на другой стороне отдельных кешей ЦП и тесно связанной памяти.

Есть два подсемейства, реализующих разные версии архитектуры ARM.

Отличия от ядер ARM7 [ править ]

Ключевые улучшения по сравнению с ядрами ARM7 , которые стали возможны за счет увеличения количества транзисторов, включают: [3]

  • Сниженное тепловыделение и меньший риск перегрева.
  • Улучшения тактовой частоты. Переход от трехступенчатого конвейера к пятиступенчатому позволяет увеличить тактовую частоту примерно вдвое при том же процессе изготовления кремния.
  • Улучшения в подсчете циклов. Многие немодифицированные двоичные файлы ARM7 выполняются на ядрах ARM9 примерно на 30% меньше циклов. Ключевые улучшения включают:
    • Более быстрые загрузки и магазины; многие инструкции теперь стоят всего один цикл. Этому способствует как измененная архитектура Гарварда (уменьшающая конкуренцию за шину и кэш), так и новые этапы конвейера.
    • Выявление блокировок конвейера, позволяющее оптимизировать компилятор для уменьшения блокировки между этапами.

Кроме того, некоторые ядра ARM9 включают инструкции «Enhanced DSP», такие как умножение-накопление, для поддержки более эффективных реализаций алгоритмов цифровой обработки сигналов .

Переход с архитектуры фон Неймана повлек за собой использование неунифицированного кеша, так что выборка инструкций не вытесняет данные (и наоборот). Ядра ARM9 имеют отдельные сигналы шины данных и адреса, которые разработчики микросхем используют по-разному. В большинстве случаев они подключают по крайней мере часть адресного пространства в стиле фон Неймана, используемого как для инструкций, так и для данных, обычно к межсоединению AHB, соединяющемуся с интерфейсом DRAM и интерфейсом внешней шины, используемым с флэш- памятью NOR . Такие гибриды больше не являются процессорами с чисто гарвардской архитектурой.

Лицензия ARM [ править ]

ARM Holdings не производит и не продает устройства ЦП на основе собственных разработок, а скорее лицензирует архитектуру процессора заинтересованным сторонам. ARM предлагает различные условия лицензирования, различающиеся по стоимости и результатам. Всем лицензиатам ARM предоставляет интегрируемое описание аппаратного обеспечения ядра ARM, а также полный набор инструментов для разработки программного обеспечения и право продавать изготовленные микросхемы, содержащие ЦП ARM.

Настройка кремния [ править ]

Производители интегрированных устройств (IDM) получают IP-адрес процессора ARM как синтезируемый RTL (написанный на Verilog ). В этой форме они могут выполнять оптимизацию и расширения архитектурного уровня. Это позволяет производителю достичь индивидуальных целей проектирования, таких как более высокая тактовая частота, очень низкое энергопотребление, расширение набора инструкций, оптимизация размера, поддержка отладки и т. Д. Чтобы определить, какие компоненты были включены в конкретную микросхему ЦП ARM, обратитесь к техническое описание производителя и сопутствующая документация.

Ядра [ править ]

ГодЯдра ARM9
1998 г.ARM9TDMI
1998 г.ARM940T
1999 г.ARM9E-S
1999 г.ARM966E-S
2000 г.ARM920T
2000 г.ARM922T
2000 г.ARM946E-S
2001 г.ARM9EJ-S
2001 г.ARM926EJ-S
2004 г.ARM968E-S
2006 г.ARM996HS

Семейство многоядерных процессоров ARM MPCore поддерживает программное обеспечение, написанное с использованием парадигм асимметричного ( AMP ) или симметричного ( SMP ) многопроцессорного программирования . Для разработки AMP каждый центральный процессор в MPCore может рассматриваться как независимый процессор и, как таковой, может следовать традиционным стратегиям разработки с одним процессором. [4]

ARM9TDMI [ править ]

ARM9TDMI является преемником популярного ядра ARM7TDMI , а также основан на архитектуре ARMv4T . Ядра на его основе поддерживают как 32-битные наборы инструкций ARM, так и 16-битные Thumb и включают в себя:

  • ARM920T с 16 КБ кеш-памяти ввода-вывода и MMU
  • ARM922T с 8 КБ кеш-памяти ввода-вывода и MMU
  • ARM940T с кешем и блоком защиты памяти (MPU)

ARM9E-S и ARM9EJ-S [ править ]

ARM9E и его брат ARM9EJ реализуют базовый конвейер ARM9TDMI , но добавляют поддержку архитектуры ARMv5TE , которая включает некоторые расширения набора инструкций в стиле DSP. Кроме того, ширина умножителя была увеличена вдвое, что вдвое сократило время, необходимое для большинства операций умножения. Они поддерживают 32-битные, 16-битные и иногда 8-битные наборы инструкций.

  • ARM926EJ-S с технологией ARM Jazelle , которая обеспечивает прямое выполнение 8-битного байт-кода Java на оборудовании, и MMU
  • ARM946
  • ARM966
  • ARM968

Чипсы [ править ]

У Nintendo DSi есть чип с ядром ARM9 и ARM7.
Блок Lego Mindstorms EV3 имеет ARM9 TI Sitara AM1x
ARM920T
  • Samsung S3C2440
  • Atmel AT91RM9200 [5]
ARM926EJ-S
  • Cypress Semiconductor EZ-USB FX3
  • Microchip Technology (ранее Atmel ) AT91SAM9260, [5] AT91SAM9G, [6] AT91SAM9M, [7] AT91SAM9N / CN, [8] AT91SAM9R / RL, [9] AT91SAM9X, [10] AT91SAM9XE [11] (см. AT91SAM9 )
  • Nintendo Starlet ( сопроцессор Wii ) [12]
  • NXP (бывший Freescale Semiconductor ) i.MX2 Series, [13] (см i.MX ), LPC3100 и LPC3200 серии [14]
  • Texas Instruments OMAP 850, 750, 733, 730, L137, L138, 5912 (также 5948, которая является версией для конкретного клиента, сделанной для Bosch)
  • Контроллер управления материнской платой HP iLO 4 [15]
  • 5V Технологии 5VT1310 / 1312/1314
  • STMicroelectronics SPEAr300 / 600 [16]
ARM940T
  • Conexant CX22490 STB SoC
ARM966E-S
  • STMicroelectronics STR9 [17]
Ядро ARM9 без ссылки
  • АСПИД AST2400
  • Atmel AT91CAP9
  • CSR Quatro 4300
  • Атлас центральности III
  • ЦП Cirrus Logic EP9315 ARM9, 200 МГц
  • Digi NS9215, NS9210 [18]
  • HiSilicon Кирин K3V1
  • Infineon Technologies S-GOLDlite PMB 8875
  • LeapFrog LF-1000
  • Nintendo NTR-CPU ( Nintendo DS CPU), TWL-CPU ( Nintendo DSi CPU; такой же, как DS, но с тактовой частотой 133 МГц вместо 67 МГц)
  • NXP Semiconductors LPC2900 , LH7A (ранее Freescale Semiconductor ) i.MX1x
  • Nuvoton NUC900
  • Марвелл Кирквуд
  • MediaTek MT1000, MT6235-39, MT6268, MT6516
  • PRAGMATEC RABBITV3 (ARM920T rev 0 (v4l)), используемый в Karotz )
  • Qualcomm MSM6xxx
  • Qualcomm Atheros AR6400
  • Samsung S3C24xx
  • STMicroelectronics Nomadik
  • Техасские инструменты OMAP 1
  • Техасские инструменты Ситара AM1x
  • Техасские инструменты TMS320DM365 / TMS320DM368 ARM9EJ-S
  • ЧЕРЕЗ WonderMedia 8505 и 8650
  • Zilog Encore! 32

Документация [ править ]

Объем документации для всех чипов ARM огромен, особенно для новичков. Документацию для микроконтроллеров прошлых десятилетий можно было бы легко включить в один документ, но по мере развития микросхем документация росла. Полная документация особенно трудна для понимания для всех микросхем ARM, поскольку она состоит из документов от производителя IC и документов от поставщика ядра процессора ( ARM Holdings ).

Типичное нисходящее дерево документации: маркетинговые слайды высокого уровня, таблица данных для конкретного физического чипа, подробное справочное руководство, в котором описываются общие периферийные устройства и другие аспекты физических чипов в той же серии, справочное руководство для конкретного процессора ядра ARM в пределах чип, справочное руководство по архитектуре ядра ARM, которое включает подробное описание всех наборов команд.

Дерево документации (сверху вниз)
  1. Маркетинговые слайды производителя ИС.
  2. Паспорта производителей микросхем.
  3. Справочные руководства производителя ИС.
  4. Справочные руководства по ядрам ARM.
  5. Справочные руководства по архитектуре ARM.

У производителя ИС есть дополнительные документы, в том числе: руководства пользователя оценочной платы, примечания к применению, начало работы с программным обеспечением для разработки, документы библиотеки программного обеспечения, исправления и многое другое.

См. Также [ править ]

См. Также: Список инструментов разработки ARM Cortex-M
  • ARM архитектура
  • Список архитектур и ядер ARM
  • JTAG
  • Прерывание , обработчик прерывания
  • Операционная система реального времени , Сравнение операционных систем реального времени

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b Семейная веб-страница ARM9; ARM Holdings.
  2. ^ Фербер, Steve (2000). Архитектура системы на кристалле ARM . п. 344 . ISBN 0201675196.
  3. ^ «Производительность ядер ARM9TDMI и ARM9E-S по сравнению с ядром ARM7TDMI», выпуск 1.0 от 9 февраля 2000 г., ARM Ltd.
  4. ^ "Образец кода MPCore" . Архивировано из оригинала 11 апреля 2015 года.
  5. ^ a b Устаревшие решения Atmel на базе ARM; Атмель.
  6. ^ SAM9G ARM9 Микроконтроллеры; Атмель.
  7. ^ SAM9M ARM9 Микроконтроллеры; Микрочип.
  8. ^ SAM9N / CN ARM9 микроконтроллеры; Атмель.
  9. ^ SAM9R / RL ARM9 микроконтроллеры; Атмель.
  10. ^ SAM9X ARM9 микроконтроллеры; Атмель.
  11. ^ SAM9XE ARM9 Микроконтроллеры; Атмель.
  12. ^ «Аппаратное обеспечение / Starlet» . Wiibrew . Архивировано 16 мая 2020 года . Проверено 14 июня 2020 .
  13. ^ Процессоры приложений i.MX28; NXP.
  14. ^ "Серия LPC3100 / 200: микроконтроллеры на базе Arm9 ™ | NXP" . www.nxp.com . Проверено 27 июля 2018 .
  15. ^ https://csrc.nist.gov/csrc/media/projects/cryptographic-module-validation-program/documents/security-policies/140sp2574.pdf
  16. ^ https://www.st.com/en/microcontrollers-microprocessors/spear-arm-926-microprocessors.html
  17. ^ STR9 ARM9 Микроконтроллеры; STMicroelectronics.
  18. ^ "Семейство 32-битных процессоров NET + ARM NS9210 / NS9215" (PDF) . Digi International .

Внешние ссылки [ править ]

Официальные документы ARM9
  • Официальный сайт ARM9
  • Справочное руководство по архитектуре: ARMv4 / 5/6
  • Основные справочные руководства: ARM9E-S , ARM9EJ-S , ARM9TDMI , ARM920T , ARM922T , ARM926EJ-S , ARM940T , ARM946E-S , ARM966E-S , ARM968E-S
  • Справочные руководства сопроцессоров: VFP9-S (с плавающей запятой) , MOVE (MPEG4)
Карточки с краткими справками
  • Инструкции: большой палец ( 1 ), рука и большой палец-2 ( 2 ), вектор с плавающей запятой ( 3 )
  • Коды операций: Thumb ( 1 , 2 ), ARM ( 3 , 4 ), Директивы GNU Assembler 5 .