Jak wybrać procesory ARM
Wprowadzenie
Najszerszy zakres mikroprocesor rdzenie dla prawie wszystkich rynków aplikacji. Badać ARM. Wymagania dotyczące wydajności, mocy i kosztów dla prawie wszystkich rynków aplikacji, procesory mają kluczowe znaczenie. Wydajność systemu zależy w dużej mierze od jego sprzętu; ten artykuł poprowadzi Cię przez badanie procesora ARM i będzie bardzo pomocny w podejmowaniu decyzji.
Krótkie wprowadzenie do ARM
Rysunek 1. Mapa drogowa procesorów ARM
Przed 2003 r. istnieją klasyczne procesory ARM, w tym ARM7 (architektura ARMv4), ARM9 (architektura ARMv5), ARM11 (architektura ARMv6). ARM7 nie ma MMU (jednostki zarządzania pamięcią), nie może obsługiwać wieloprocesowych systemów wieloużytkownikowych, takich jak Linux i WinCE. Można uruchomić tylko systemy takie jak ucOS i ucLinux, które nie wymagają MMU. ARM9 i ARM11 to wbudowane procesory z MMU, które mogą działać pod Linuksem.
Po 2003 roku, jeśli chodzi o architekturę ARMv7, nazwano ją na cześć Cortexa i podzielono na trzy serie: Cortex-A, Cortex-R i Cortex-M.
- Cortex-A — rdzenie procesorów aplikacyjnych dla systemów wymagających dużej wydajności
- Kora-R – wysokowydajne rdzenie do aplikacji czasu rzeczywistego
- Cortex-M – rdzenie mikrokontrolerów do szerokiej gamy aplikacji wbudowanych
Po prostu, Cortex-A Seria jest odpowiednia dla aplikacji, które mają wysokie wymagania obliczeniowe, obsługują bogate systemy operacyjne oraz zapewniają interaktywne multimedia i grafikę. Kora-R nadają się do tego, które wymagają niezawodności, wysokiej dostępności, odporności na awarie, łatwości konserwacji i reakcji w czasie rzeczywistym. Cortex-M serie są przeznaczone dla mikrokontrolerów i aplikacji końcowych wrażliwych na koszty i moc.
Cortex-A kontra Cortex-R kontra Cortex-M
Cortex-A
Kategoria procesorów Cortex-A dedykowana jest urządzeniom z systemem Linux i Android. Dowolne urządzenia – począwszy od smartwatchy i tabletów, a skończywszy na sprzęcie sieciowym – mogą być obsługiwane przez procesory Cortex-A.
- Procesory Cortex-A (A5, A7, A8, A9, A12, A15 i A17) oparte są na architekturze ARMv7-A
- Zestaw typowych funkcji dla procesorów A obejmuje silnik przetwarzania mediów (NEON), narzędzie do celów bezpieczeństwa (Trustzone) i różne obsługiwane zestawy instrukcji (ARM, Thumb, DSP itp.)
- Główne cechy procesorów Cortex-A to najwyższa wydajność i znakomita energooszczędność, które są ściśle powiązane, aby zapewnić użytkownikom najlepszą możliwą obsługę
Główne cechy procesora Cortex-A:
Cortex-A5: Cortex A5 jest najmniejszym i najniższym elementem z serii Cortex A, ale nadal może wykazywać wydajność wielordzeniową, jest kompatybilny z procesorami A9 i A15.
Cortex-A7: Pobór mocy A7 jest prawie taki sam jak A5, ale wydajność zapewniana przez A7 jest o 20% wyższa niż A5, a także pełna zgodność architektoniczna z Cortex-A15 i Cortex-A17. Cortex-A7 to idealny wybór do oszczędnych wdrożeń smartfonów i tabletów.
Contrex-A15: Cortex-A15 jest członkiem tej serii o najwyższej wydajności, zapewniając dwukrotnie wyższą wydajność niż A9. A15 znajduje zastosowanie w urządzeniach wysokiej klasy, serwerach o niskim poborze mocy i infrastrukturze bezprzewodowej. Jest to pierwsza obsługa procesorów w rozwiązaniach do zarządzania danymi i środowiskami wirtualnymi.
Contrex-A17: Cortex-A17 wykazuje o 60% wyższą wydajność niż A9. Głównym celem jest zaspokojenie potrzeb urządzeń klasy premium.
Contrex-A50: Contrex-A50, najnowsza seria, jest zbudowana na architekturze ARMv8 i zapewnia obsługę Arch64-bitowego systemu energooszczędnego. Oczywistym powodem przejścia na 64-bit jest obsługa ponad 4 GB pamięci fizycznej, co zostało już osiągnięte w Cortex-A15 i Cortex-A7.
Kora-R
Procesory Cortex-R są przeznaczone do wysokowydajnych aplikacji czasu rzeczywistego, takich jak kontrolery dysków twardych, odtwarzacze multimedialne sprzętu sieciowego i inne podobne urządzenia. Ponadto są również doskonałym wsparciem dla przemysłu motoryzacyjnego, takiego jak poduszki powietrzne, układy hamulcowe i zarządzanie silnikiem.
Kora-R4: Cortex-R4 doskonale nadaje się do zastosowań motoryzacyjnych. Może być taktowany do 600 MHz, ma 8-stopniowy potok z podwójnym systemem przerwań, pre-fetch i niskim opóźnieniem, co czyni go idealnym rozwiązaniem dla systemów o krytycznym znaczeniu dla bezpieczeństwa.
Kora-R5: Cortex-R5 rozszerza funkcje oferowane przez R4 i dodaje zwiększoną wydajność, niezawodność oraz usprawnia zarządzanie błędami. Implementacja dwurdzeniowa umożliwia budowanie bardzo wydajnych, elastycznych systemów z odpowiedziami w czasie rzeczywistym.
Kora-R7: Cortex-R7 znacznie zwiększa wydajność. Oferują one 11-stopniowy potok i umożliwiają zarówno wykonanie poza kolejnością, jak i przewidywanie rozgałęzień na wysokim poziomie. Narzędzia mogą być zaimplementowane dla wieloprocesorowego typu lock-step, symetrycznego i asymetrycznego. Ogólny kontroler przerwań to kolejna istotna cecha, o której należy wspomnieć.
Cortex-M
Cortex-M zaprojektowany specjalnie z myślą o rynku MCU. Seria Cortex-M jest zbudowana na architekturze ARMv7-M (używanej dla Cortex-M3 i Cortex-M4), a mniejszy Cortex-M0+ jest zbudowany na architekturze ARMv6-M. Można śmiało powiedzieć, że Cortex-M stał się dla świata 32-bitowego tym, czym 8051 jest dla 8-bitowego – standardowym rdzeniem branżowym dostarczanym przez wielu dostawców. Serię Cortex-M można zaimplementować na przykład jako miękki rdzeń w FPGA, ale znacznie częściej spotyka się je zaimplementowane jako MCU ze zintegrowanymi pamięciami, zegarami i urządzeniami peryferyjnymi. Niektóre są zoptymalizowane pod kątem efektywności energetycznej, inne pod kątem wysokiej wydajności, a niektóre są dostosowane do konkretnego segmentu rynku, takiego jak inteligentne pomiary
W przypadku aplikacji, które są szczególnie wrażliwe na koszty lub migrują z wersji 8-bitowej na 32-bitową, najlepszym wyborem może być najmniejszy element z serii Cortex-M.
Kora-M0: Cortex-M0+ używa zestawu instrukcji Thumb-2 i ma dwustopniowy potok. Istotnymi cechami są magistrala dla jednocyklowego GPIO i bufor mikrośledzenia.
Cortex-M3&M4: Cortex-M3 i Cortex-M4 to bardzo podobne rdzenie. Każda z nich oferuje 3-stopniowy potok, wiele 32-bitowych magistral, taktowanie do 200 MHz i bardzo wydajne opcje debugowania. Istotną różnicą jest zdolność rdzenia Cortex-M4 do DSP. Cortex-M3 i Cortex-M4 mają tę samą architekturę i zestaw instrukcji (Thumb-2). Jeśli twoja aplikacja wymaga matematyki zmiennoprzecinkowej, zrobisz to znacznie szybciej na Cortex-M4 niż na Cortex-M3. To powiedziawszy, w przypadku aplikacji, która nie korzysta z możliwości DSP lub FPU Cortex-M4, zobaczysz ten sam poziom wydajności i zużycia energii na Cortex-M3. Innymi słowy, jeśli potrzebujesz funkcji DSP, wybierz Cortex-M4. W przeciwnym razie Cortex-M3 wykona zadanie.
Wnioski
Rysunek 2. Przegląd Cortex
Procesory ARM oferują różnorodne możliwości do różnych celów. Przy odrobinie przemyśleń i badań będziesz w stanie znaleźć odpowiedni procesor, który odpowiada potrzebom Twojej aplikacji. niezależnie od tego, czy chodzi o wysokiej klasy tablet, czy o bardzo tani bezprzewodowy węzeł czujnikowy.
Wyzwaniem jest dokonanie właściwego wyboru rdzenia Cortex i urzeczywistnienie pomysłu. Ale zespół doświadczonych profesjonalistów może zająć się wszystkimi sprawami i realizować koncepcje o dowolnej złożoności.
Orient Display od wielu lat koncentruje się na technologiach związanych z procesorami ARM i zgromadził bogate doświadczenie w opracowywaniu i wdrażaniu produktów architektury ARM. Nieustannie uruchamiając platformy programistyczne i płyty główne, które zaspokajają ogólne potrzeby rynku, uwzględnia również indywidualne potrzeby projektowe klientów. Świadcz usługi dostosowane do potrzeb.
Nasz zespół okuć może w jak najkrótszym czasie wyprodukować prototypy zgodnie z Państwa pomysłami i potrzebami projektowymi. Nasz zespół oprogramowania może pomóc w dostosowaniu wszystkich funkcji warstwy sterownika cięcia.
Kontakt a my pomożemy zrealizować Twoje plany od pomysłu do finalnego produktu.