ARM9 - ARM9

ARM9T
Общая информация
РазработаноARM Holdings
Архитектура и классификация
МикроархитектураARMv4T
Набор инструкцийARM (32-бит),
Большой палец (16 бит)
ARM9E
Архитектура и классификация
МикроархитектураARMv5TE
Набор инструкцийARM (32-бит),
Большой палец (16 бит)
ARM9EJ
Архитектура и классификация
МикроархитектураARMv5TEJ
Набор инструкцийARM (32-бит),
Большой палец (16 бит),
Джазель (8-бит)

ARM9 это группа старших 32-битный RISC РУКА процессорных ядер по лицензии ARM Holdings за микроконтроллер использовать.[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 были выпущены из С 1998 по 2006, они больше не рекомендуются для новых конструкций ИС, вместо этого ARM Cortex-A, ARM Cortex-M, ARM Cortex-R ядра предпочтительнее.[1]

Обзор

Смотрите также: ARM архитектура и Список ядер ARM

С этим поколением дизайна ARM перешла от фон Неймана архитектура (Архитектура Принстона) в (измененный; имеется в виду разделенный кеш) Гарвардская архитектура с отдельной инструкцией и шины данных (и кеши), что значительно увеличивает его потенциальную скорость.[2] Большинство кремниевых чипов, интегрирующих эти ядра, будут упаковывать их как модифицированная архитектура Гарварда микросхемы, объединяющие две адресные шины на другой стороне разделенных Кеши процессора и тесно связанные воспоминания.

Есть два подсемейства, реализующих разные версии архитектуры ARM.

Отличия от ядер ARM7

Ключевые улучшения за ARM7 Ядра, задействованные за счет увеличения количества транзисторов, включают:[3]

  • Сниженное тепловыделение и 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 между шиной и кешем), 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 цифровая обработка сигналов алгоритмы.

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 AHB соединить подключение к DRAM интерфейс и Интерфейс внешней шины можно использовать с НЕ мигает объем памяти. Такие гибриды больше не являются процессорами с чисто гарвардской архитектурой.

Лицензия ARM

ARM Holdings не производит и не продает устройства ЦП на основе собственных разработок, а предоставляет лицензии на архитектуру процессора заинтересованным сторонам. ARM предлагает различные условия лицензирования, различающиеся по стоимости и результатам. Всем лицензиатам ARM предоставляет интегрируемое описание оборудования ядра ARM, а также полный набор инструментов для разработки программного обеспечения и право продавать произведенные кремний содержащий процессор ARM.

Силиконовая настройка

Производители интегрированных устройств (IDM) получают процессор ARM IP в качестве синтезируемый RTL (написано в 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 процессора ARM, обратитесь к техническое описание производителя и сопутствующая документация.

Ядра

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

Семейство ARM MPCore многоядерные процессоры программное обеспечение поддержки, написанное с использованием асимметричного (AMP ) или симметричный (SMP ) многопроцессорное программирование парадигмы. 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

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

  • ARM920T с 16 КБ кэша 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

ARM9E и его брат ARM9EJ реализуют базовый ARM9TDMI конвейер, но добавить поддержку ARMv5TE архитектура, 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, а иногда и 8-битные наборы инструкций.

  • ARM926EJ-S с ARM Джазель технология, которая позволяет напрямую выполнять 8-битные Байт-код Java в оборудовании и MMU
  • ARM946
  • ARM966
  • ARM968

Чипсы

Nintendo DSi имеет чип с ядром ARM9 и ARM7
Лего Mindstorms EV3 кирпич имеет ARM9 TI Ситара AM1x
ARM920T
ARM926EJ-S
ARM940T
ARM966E-S
Ядро ARM9 без ссылки

Документация

Объем документации для всех чипов ARM огромен, особенно для новичков. Документацию для микроконтроллеров прошлых десятилетий можно было бы легко включить в единый документ, но по мере развития микросхем документация росла. Полная документация особенно трудна для понимания для всех чипов 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 ИС.
  3. Справочные руководства производителя ИС.
  4. Справочные руководства ядра 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.

Смотрите также

Смотрите также: Список инструментов разработки ARM Cortex-M

Рекомендации

  1. ^ а б Семейная веб-страница ARM9; ARM Holdings.
  2. ^ Фербер, Стив (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 оригинал 11 апреля 2015 г.
  5. ^ а б 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. ^ «Железо / Старлетка». Wiibrew. В архиве из оригинала 16 мая 2020 г.. Получено 14 июн 2020.
  13. ^ Процессоры приложений i.MX28; NXP.
  14. ^ «Серия LPC3100 / 200: микроконтроллеры на базе Arm9 ™ | NXP». www.nxp.com. Получено 2018-07-27.
  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. ^ Микроконтроллеры STR9 ARM9; STMicroelectronics.
  18. ^ "Семейство 32-битных процессоров NET + ARM NS9210 / NS9215" (PDF). Digi International.

внешняя ссылка

Официальные документы ARM9
Краткие справочные карты
  • Инструкции: Большой палец (1 ), ARM и Thumb-2 (2 ), Вектор с плавающей точкой (3 )
  • Коды операций: Большой палец (1, 2 ), РУКА (3, 4 ), Директивы ассемблера GNU 5.