32-розрядний RISC процесор (32-розрядні шини даних і адреси) з продуктивністю 17 MIPS при тактовій частоті 25 МГц (пікова продуктивність 25 MIPS)
32-розрядна адресація - лінійне адресний простір в 4 Гбайта - виключає потребу в сегментованої, розділеної на банки або оверлейной пам'яті
Тридцять один 32-розрядний регістр загального призначення і шість регістрів стану
Регістри адрес, записи і конвеєра
Циклічне сдвиговое пристрій і перемножітель
Трирівневий конвеєр (вибірка команди, її декодування і виконання)
Робітники режими Big Endian і Little Endian
Напруга харчування 3, 3 і 5 В
Мале споживання 0, 6 мА/МГц, при виготовленні по CMOS технології з топологічними нормами 0, 8 мкм.
Повністю статична робота, що дозволяє додатково знижувати споживання за рахунок зменшення тактової частоти, що ідеально для критичних до споживання застосувань
Швидкий відгук на переривання застосувань реального масштабу часу
Підтримка систем віртуальної пам'яті
Проста але потужна система команд
Необхідно відзначити, що переклад ядра на технологію зі зменшеними топологічними нормами дозволяє як підвищити його продуктивність, так і ще більше знизити споживання.
Блок-схема ядра ARM7
32-розрядна система команд ядра ARM7 містить одинадцять базових типів команд:
Два типу використовують вбудоване арифметико-логічний пристрій, циклічне сдвиговое пристрій і помножувач при операціях над даними в банку з 31 регістра, форматом по 32 розряду кожен;
Три класу команд управління переміщенням даних між пам'яттю і регістрами, один оптимізований на забезпечення гнучкості адре
сації, інший під швидке контекстне перемикання і третій під підкачку даних;
Три команди управляють потоком і рівнем привілеї виконання;
Три типу призначені для управління зовнішніми сопроцессорами, що дозволяє розширити функціональні можливості системи команд за межами ядра.
Система команд ARM добре обробляється компіляторами мов високого рівня. В відміну від деяких RISC процесорів, процесор ARM7, при виникненні необхідності в деякому зменшенні обсягу кодів, допускає програмування і на асемблері.
Надаючи, на ліцензійній основі, ядро ​​ARM7 своїм кремнієвим партнерам фірма ARM на основі розробила мікроконтролери ARM7100, ARM7500 і ARM7500FE і, мабуть, невелике опис цих мікроконтролерів дозволить оцінити можливості, що надаються ядром ARM7.
Мікроконтролер ARM7100 можна назвати мікроконтролером широкого застосування, оскільки він орієнтований на використання в таких пристроях як: персональні інформаційні пристрої (PDA) та органайзери, інтелектуальні мобільні телефони і багатофункціональні пейджери, кишенькові вимірювальні пристрої та системи збору даних - у двох словах - від кишенькових ігор до офісного обладнання. Мікроконтролер організований за модульним принципом з використанням внутрішньої шини AMBA, організуючою взаємодія ядра зі стандартними бібліотечними осередками периферії.
Два інших мікроконтролера ARM7500 і ARM7500FE є однокристальними мікрокомп'ютерами, орієнтованими реалізацію мультимедіа пристроїв, портативних і настільних комп'ютерів, кишенькових обчислювальних і вимірювальних пристроїв, інтерактивних приставок цифрового TV, ігрових консолей. Ці два мікроконтролера відрізняються один від одного наявністю в приладі ARM7500FE прискорювача операцій з плаваючою точкою (FPA) і, відповідно, його більш високою продуктивністю. Вони також реалізовані за модульним принципом і об'єднують ядро ​​ARM7 з самодостатніми макроячейками відео, звуку, FPA (ARM7500FE) і стандартних бібліотечних осередків периферії.
Загальним для всіх трьох мікропроцесорів є використання ядра ARM7, вбудованого єдиного кеш команд і даних ємністю 8 Кбайт (ARM7100) і 4 Кбайт (ARM7500 і ARM7500FE), MMU, буфера запису, наявність режимів енергозбереження.
Основні характеристики:
ARM7100
Продуктивність 18, 4 MIPS при тактовій частоті 18, 4 МГц і напрузі живлення 3, 3 В
Споживання 66 мВт при напрузі живлення 3, 3 В
Вбудований єдиний кеш команд і даних ємністю 8 Кбайт
Інтерфейс ROM і розширення (сегменти 8x256 Мбайт 8 -, 16 - і 32-розрядні)
Контроллер DRAM з підтримкою швидкого сторінкового режиму (8 -, 16 - і 32-розрядних)
адресується простір в 3072 Мбайт
Порти I/O (4x8 + 1x4)
Телефонний CODEC інтерфейс з FIFO на 16 байт
Програмований контролер LCD (halfVGA - 640x240) з підтримкою DMA
Полнодуплексний UART з двома 16-розрядними FIFO і логікою протоколу IrDA
Синхронний послідовний інтерфейс
Два 16-розрядних таймера/лічильника і сторожовий таймер
Годинник реального часу з компаратором
Два інтерфейсу з DC-DC перетворювачами
Корпус PQFP з 208 висновками
ARM7500
Продуктивність 30 Dhrystone 2.1 MIPS при тактовій частоті 33 МГц і напрузі живлення 5 В
Споживання 680 мВт при напрузі живлення 5 В і роботі на драйвер SVGA монітора
Вбудований єдиний кеш команд і даних ємністю 4 Кбайта
Пряме під'єднання ROM і швидкий сторінковий режим DRAM (16 - і 32-розрядних)
адресується простір в 288 Мбайт
Триканальний контролер DMA (відео, курсор і звук) з продуктивністю 63, 6 Мбайт/с
Контроллер I/O, що підтримує AT-PC шину і підключення PCMCIA
Два послідовних порту (клавіатура/миша)
Чотирьохканальний ADC (підключення джойстика)
Система обробки звуку з якістю CD і 8-канальний стерео вихід
Видеоконтроллер з частотою пікселів 120 МГц і здатністю SVGA/SGA (1024x768)
8-розрядні DAC (R, G, B) для управління драйвером CRT
Формувач сигналу з 16 рівнями сірого для LCD дисплея
Корпус PQFP з 240 висновками
ARM7500FE - Характеристики аналогічні характеристикам ARM7500 за винятком:
Продуктивність 36, 3 Dhrystone 2.1 MIPS при тактовій частоті 40 МГц і напрузі живлення 5 В
Споживання 800 мВт при напрузі живлення 5 В і роботі на драйвер SVGA монітора
Вбудований прискорювач операцій з плаваючою крапкою (FPA), сумісний з IEEE 754-1985, забезпечує 5, 7 млн ​​циклів SAXPY і до 6 MFLOP Linpack (на частоті 40 МГц)
Пікова смуга пропускання пам'яті 128 Мбайт/с
Виключений аналоговий порт звуку
Рівень інтеграції функцій на одному кристалі ілюструється блок-схемою мікроконтролерів ARM7500 і ARM7500FE.
Примітка: FPA розміщений тільки в приладі ARM7500FE.
Як видно з вище перерахованого, на основі ядер ARM7 реалізуються досить потужні і складні прилади, по своїй продуктивності наближаються до продуктивності робочих станцій недавнього минулого, що забезпечується високопродуктивним RISC ядром і потужної 32-розрядної ARM системою команд.
Необхідно відзначити, що програми, підготовлені навіть для досить ефективною 32-розрядної ARM системи команд, вимагають пам'яті значного обсягу, що в свою чергу призводить до зростання загальної вартості системи. Фахівці фірми ARM запропонували рішення цієї проблеми, розробивши і впровадивши технологію Thumb, технологію, дозволяє істотно скоротити обсяг кодів, необхідних для реалізації тієї ж програми, що виконується на 32-розрядної ARM системі команд. До теперішнього часу ця технологія вважається кращою з технологій, що використовують стислі системи команд.
Список літератури
Для підготовки даної роботи були використані матеріали з сайту .gaw.ru/
