ARM İşlemciler nasıl seçilir
Giriş
en geniş yelpazesi mikroişlemci neredeyse tüm uygulama pazarları için çekirdekler. Keşfetmek ARM. Neredeyse tüm uygulama pazarları, işlemciler için performans, güç ve maliyet gereksinimleri çok önemlidir. Sistem performansı büyük ölçüde donanımına bağlıdır; bu makale, ARM İşlemcisi ile ilgili bir çalışma boyunca size rehberlik edecek ve karar vermenizde çok yardımcı olacaktır.
ARM'ye Kısa Bir Giriş
Şekil 1. ARM İşlemcileri Yol Haritası
2003'ten önce, ARM7(ARMv4 Mimarisi), ARM9(ARMv5 Mimarisi), ARM11(ARMv6 Mimarisi) dahil olmak üzere klasik ARM İşlemcileri vardır. ARM7'nin MMU'su (bellek yönetim birimi) yoktur, Linux ve WinCE gibi çok kullanıcılı çok işlemli sistemleri çalıştıramaz. Sadece ucOS ve ucLinux gibi MMU'ya ihtiyaç duymayan sistemleri çalıştırabilir. ARM9 ve ARM11, Linux çalıştırabilen MMU'lu gömülü CPU'lardır.
2003 yılından sonra ARMv7 mimarisine gelindiğinde Cortex adını almış ve üç seriye bölünmüştür: Cortex-A, Cortex-R ve Cortex-M.
- korteks-A — yoğun performans gerektiren sistemler için uygulama işlemci çekirdekleri
- korteks-R – gerçek zamanlı uygulamalar için yüksek performanslı çekirdekler
- korteks-M – çok çeşitli gömülü uygulamalar için mikrodenetleyici çekirdekleri
Basitçe söylemek gerekirse, korteks-A serisi, yüksek bilgi işlem gereksinimleri olan, zengin işletim sistemleri çalıştıran ve etkileşimli medya ve grafik deneyimi sağlayan uygulamalar için uygundur. korteks-R güvenilirlik, yüksek kullanılabilirlik, hata toleransı, bakım kolaylığı ve gerçek zamanlı yanıt gerektiren durumlar için uygundur. korteks-M seriler, maliyete ve güce duyarlı MCU'lara ve son uygulamalara yöneliktir.
Cortex-A'ya Karşı Cortex-R'ye Karşı Cortex-M
korteks-A
Cortex-A işlemci kategorisi, Linux ve Android cihazlara ayrılmıştır. Akıllı saatler ve tabletlerden başlayarak ağ ekipmanlarıyla devam eden tüm cihazlar Cortex-A işlemciler tarafından desteklenebilir.
- Cortex-A işlemciler (A5, A7, A8, A9, A12, A15 ve A17) ARMv7-A mimarisine dayanmaktadır
- A işlemciler için ortak özellikler seti, bir medya işleme motoru (NEON), güvenlik amaçlı bir araç (Trustzone) ve desteklenen çeşitli komut setlerini (ARM, Thumb, DSP vb.)
- Cortex-A işlemcilerin ana özellikleri, kullanıcılara mümkün olan en iyi hizmeti sunmak için yakından bir araya getirilen en yüksek performans ve mükemmel güç verimliliğidir.
Cortex-A işlemcinin ana özellikleri:
Cortex-A5: Cortex A5, Cortex A serisinin en küçük ve en düşük güçlü üyesidir, ancak yine de çok çekirdekli performans gösterebilir, A9 ve A15 işlemcilerle uyumludur.
Cortex-A7: A7'nin güç tüketimi neredeyse A5 ile aynı, ancak A7'nin sağladığı performans A20'ten %5 daha yüksek ve Cortex-A15 ve Cortex-A17 ile tam mimari uyumlu. Cortex-A7, maliyete duyarlı akıllı telefon ve tablet uygulamaları için ideal bir seçimdir.
Contrex-A15: Cortex-A15, bu serinin en yüksek performanslı üyesidir ve A9'dan iki kat daha fazla performans sağlar. A15, uygulamasını ileri teknoloji cihazlarda, düşük güçlü sunucularda ve kablosuz altyapıda bulur. Bu, veri yönetimi ve sanal ortam çözümleri için ilk işlemci desteğidir.
Contrex-A17: Cortex-A17, A60'dan %9 daha yüksek performans gösterir. Ana amaç, birinci sınıf cihazların ihtiyaçlarını karşılamaktır.
Contrex-A50: En yeni seri olan Contrex-A50, ARMv8 mimarisi üzerine inşa edilmiştir ve Arch64-bit için enerji açısından verimli bir sistem desteğini beraberinde getirir. 64-bit'e geçişin açık bir nedeni, Cortex-A4 ve Cortex-A15'de zaten elde edilen 7 GB'den fazla fiziksel belleğin desteklenmesidir.
korteks-R
Cortex-R işlemciler, sabit disk denetleyicileri, ağ ekipmanı medya oynatıcıları ve diğer benzer cihazlar gibi yüksek performanslı gerçek zamanlı uygulamaları hedefler. Ayrıca, hava yastıkları, fren sistemleri ve motor yönetimi gibi otomotiv endüstrisi için de büyük destek sağlar.
Korteks-R4: Cortex-R4, otomotiv uygulamaları için çok uygundur. 600 MHz'e kadar saat hızına sahip olabilir, çift çıkışlı, ön getirmeli ve düşük gecikmeli kesme sistemine sahip 8 aşamalı bir boru hattına sahiptir ve bu da onu güvenlik açısından kritik sistemler için ideal kılar.
Korteks-R5: Cortex-R5, R4'ün sunduğu özellikleri genişletir ve artan verimlilik, güvenilirlik ekler ve hata yönetimini geliştirir. Çift çekirdekli uygulama, gerçek zamanlı yanıtlarla çok güçlü, esnek sistemler oluşturmayı mümkün kılar.
Korteks-R7: Cortex-R7, performansı önemli ölçüde artırır. 11 aşamalı bir işlem hattına sahiptirler ve hem sıra dışı yürütme hem de üst düzey şube tahmini sağlarlar. Araçlar, adım adım, simetrik ve asimetrik çoklu işleme için uygulanabilir. Genel kesme denetleyicisi, belirtilmesi gereken bir diğer önemli özelliktir.
korteks-M
Cortex-M, MCU pazarını hedeflemek için özel olarak tasarlanmıştır. Cortex-M serisi, ARMv7-M mimarisi (Cortex-M3 ve Cortex-M4 için kullanılır) üzerine inşa edilmiştir ve daha küçük Cortex-M0+, ARMv6-M mimarisi üzerine inşa edilmiştir. Pek çok satıcı tarafından sağlanan endüstri standardı bir çekirdek olan 32-bit için 8051 neyse, Cortex-M'nin 8-bit dünyası için haline geldiğini söylemek güvenlidir. Cortex-M serisi, örneğin bir FPGA'da yumuşak bir çekirdek olarak uygulanabilir, ancak bunların entegre bellekler, saatler ve çevre birimleri ile MCU olarak uygulandığını bulmak çok daha yaygındır. Bazıları enerji verimliliği, bazıları yüksek performans için optimize edilmiştir ve bazıları da akıllı ölçüm gibi belirli bir pazar segmentine uyarlanmıştır.
Özellikle maliyete duyarlı veya 8 bitten 32 bit'e geçiş yapan uygulamalar için Cortex-M serisinin en küçük üyesi en iyi seçim olabilir.
Korteks-M0: Cortex-M0+, Thumb-2 komut setini kullanır ve 2 aşamalı bir ardışık düzene sahiptir. Önemli özellikler, tek döngülü GPIO veriyolu ve mikro izleme arabelleğidir.
Korteks-M3&M4: Cortex-M3 ve Cortex-M4 çok benzer çekirdeklerdir. Her biri 3 aşamalı bir ardışık düzen, birden fazla 32 bit veri yolu, 200 MHz'e kadar saat hızları ve çok verimli hata ayıklama seçenekleri sunar. Önemli fark, Cortex-M4 çekirdeğinin DSP yeteneğidir. Cortex-M3 ve Cortex-M4, aynı mimariyi ve komut setini paylaşır (Thumb-2). Uygulamanız kayan nokta matematiği gerektiriyorsa, bunu Cortex-M4'te Cortex-M3'te yapacağınızdan çok daha hızlı yapacaksınız. Bununla birlikte, Cortex-M4'ün DSP veya FPU özelliklerini kullanmayan bir uygulama için Cortex-M3'te aynı düzeyde performans ve güç tüketimi göreceksiniz. Başka bir deyişle, DSP işlevine ihtiyacınız varsa, bir Cortex-M4 ile gidin. Aksi takdirde Cortex-M3 işi yapacak.
Sonuç
Şekil 2. Kortekse genel bakış
ARM işlemciler, farklı amaçlar için çeşitli yetenekler sunar. Biraz düşünce ve araştırma ile uygulama ihtiyaçlarınıza uygun doğru işlemciyi bulabileceksiniz. ister üst düzey bir tablet için, ister ultra düşük maliyetli kablosuz sensör düğümü için.
Cortex çekirdeğinin doğru seçimini yapmak ve fikri gerçeğe dönüştürmek bir meydan okumadır. Ancak deneyimli profesyonellerden oluşan bir ekip, tüm sorunlarla ilgilenebilir ve herhangi bir karmaşıklıktaki kavramları uygulayabilir.
Orient Display, uzun yıllardır ARM işlemci ile ilgili teknolojilere odaklanmıştır ve ARM mimarisi ürünlerinin geliştirilmesi ve uygulanması konusunda zengin deneyime sahiptir. Pazarın genel ihtiyaçlarını karşılayan geliştirme platformlarını ve çekirdek kartını sürekli olarak piyasaya sürerken, müşterilerin bireysel proje ihtiyaçlarına da hitap etmektedir. Özelleştirilmiş hizmetler sağlayın.
Donanım ekibimiz, tasarım fikir ve ihtiyaçlarınıza göre en kısa sürede prototip üretebilmektedir. Yazılım ekibimiz, kesme sürücüsü katmanının tüm işlevlerini özelleştirmenize yardımcı olabilir.
Bize ulaşın ve ilk fikirden nihai ürüne kadar planlarınızı yapmanıza yardımcı olacağız.