2,208 matches
-
normale desktop și laptop, aflată în stagnare sau chiar ușoară involuție. Astfel, Intel a modificat procesoarele sale extrem de performante, dar de consum mare, din familia Core, în sensul diminuării performanțelor, pentru a reduce în mod drastic consumul. Astfel au apărut procesoarele Atom de consum redus, care sunt competitive atât din punct de vedere al consumului cât și al performanțelor cu cele mai puternice procesoare ARM, din familia Cortex A15. Arhitectura ARM ARM este o familie de arhitecturi de microprocesoare de tip
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
din familia Core, în sensul diminuării performanțelor, pentru a reduce în mod drastic consumul. Astfel au apărut procesoarele Atom de consum redus, care sunt competitive atât din punct de vedere al consumului cât și al performanțelor cu cele mai puternice procesoare ARM, din familia Cortex A15. Arhitectura ARM ARM este o familie de arhitecturi de microprocesoare de tip RISC dezvoltată de compania britanică ARM Holdings. Arhitectura RISC oferă, comparativ cu microprocesoarele bazate pe arhitecturi cu set complex de instrucțiuni, o structură
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
a favorizat utilizarea sa într-o gamă largă de dispozitive, de la cele portabile alimentate de la baterie, de genul tablete, telefoane inteligente, laptopuri ultraportabile sau diferite alte sisteme embedded și până la servere multiprocesor complexe, de genul Dell Copper. Ultimele versiuni de procesoare ARM integrează în același cip de siliciu mai multe nuclee microprocesor, controller de memorie și alte module ce accelerează anumite tipuri de aplicații (procesor grafic, decodoare audio-video, procesor de criptare decriptare etc., procesor pentru accelerarea execuției codului Java). Există versiuni
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
diferite alte sisteme embedded și până la servere multiprocesor complexe, de genul Dell Copper. Ultimele versiuni de procesoare ARM integrează în același cip de siliciu mai multe nuclee microprocesor, controller de memorie și alte module ce accelerează anumite tipuri de aplicații (procesor grafic, decodoare audio-video, procesor de criptare decriptare etc., procesor pentru accelerarea execuției codului Java). Există versiuni de procesoare ARM ce integrează și memoria RAM/Flash a sistemului, acestea fiind dispozitive complexe de tip System on Chip cu aplicații în dispozitivele
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
și până la servere multiprocesor complexe, de genul Dell Copper. Ultimele versiuni de procesoare ARM integrează în același cip de siliciu mai multe nuclee microprocesor, controller de memorie și alte module ce accelerează anumite tipuri de aplicații (procesor grafic, decodoare audio-video, procesor de criptare decriptare etc., procesor pentru accelerarea execuției codului Java). Există versiuni de procesoare ARM ce integrează și memoria RAM/Flash a sistemului, acestea fiind dispozitive complexe de tip System on Chip cu aplicații în dispozitivele mobile moderne (tablete, telefoane
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
de genul Dell Copper. Ultimele versiuni de procesoare ARM integrează în același cip de siliciu mai multe nuclee microprocesor, controller de memorie și alte module ce accelerează anumite tipuri de aplicații (procesor grafic, decodoare audio-video, procesor de criptare decriptare etc., procesor pentru accelerarea execuției codului Java). Există versiuni de procesoare ARM ce integrează și memoria RAM/Flash a sistemului, acestea fiind dispozitive complexe de tip System on Chip cu aplicații în dispozitivele mobile moderne (tablete, telefoane inteligente). Compania ARM Holdings se
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
integrează în același cip de siliciu mai multe nuclee microprocesor, controller de memorie și alte module ce accelerează anumite tipuri de aplicații (procesor grafic, decodoare audio-video, procesor de criptare decriptare etc., procesor pentru accelerarea execuției codului Java). Există versiuni de procesoare ARM ce integrează și memoria RAM/Flash a sistemului, acestea fiind dispozitive complexe de tip System on Chip cu aplicații în dispozitivele mobile moderne (tablete, telefoane inteligente). Compania ARM Holdings se ocupă cu dezvoltarea setului de instrucțiuni și a arhitecturii
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
MicroC/OS-II, PikeOS, QNX), la sisteme de operare mobile (Android, iOS, Windows Phone, Windows RT, Bada, Blackberry OS/Blackberry 10, MeeGo, Firefox OS, Tizen, Ubuntu Touch, Sailfishă și până la sisteme de operare desktop (BSD, distribuții Linux). La sârșitul anilor 1990 procesoarele cu arhitectură ARM au devenit extrem de populare și au fost utilizate pe scară tot mai largă în dispozitive mobile (telefoane, asistenți digitali personali sau echipamente multimediaă și în echipamentele de telecomunicații. Nucleul de procesor ARM920TDMI, cu pipeline pe 5 niveluri
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
distribuții Linux). La sârșitul anilor 1990 procesoarele cu arhitectură ARM au devenit extrem de populare și au fost utilizate pe scară tot mai largă în dispozitive mobile (telefoane, asistenți digitali personali sau echipamente multimediaă și în echipamentele de telecomunicații. Nucleul de procesor ARM920TDMI, cu pipeline pe 5 niveluri, prezentat în figura 2.28, este reprezentativ pentru arhitectura ARM din acei ani <footnote id="53">. Acest procesor a fost utilizat ca element central în microcontrolere ale diverșilor producători de dispozitive semiconductoare, cele mai
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
dispozitive mobile (telefoane, asistenți digitali personali sau echipamente multimediaă și în echipamentele de telecomunicații. Nucleul de procesor ARM920TDMI, cu pipeline pe 5 niveluri, prezentat în figura 2.28, este reprezentativ pentru arhitectura ARM din acei ani <footnote id="53">. Acest procesor a fost utilizat ca element central în microcontrolere ale diverșilor producători de dispozitive semiconductoare, cele mai de succes implementări fiind Atmel AT91RM9200 și Philips/NXP LPC31xx. Structura completă a unui procesor ARM920T este reprezentată în figura 2.29, și cuprinde
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
arhitectura ARM din acei ani <footnote id="53">. Acest procesor a fost utilizat ca element central în microcontrolere ale diverșilor producători de dispozitive semiconductoare, cele mai de succes implementări fiind Atmel AT91RM9200 și Philips/NXP LPC31xx. Structura completă a unui procesor ARM920T este reprezentată în figura 2.29, și cuprinde, pe lângă procesorul în virgulă fixă, interfață de depanare și testare JTAG, unitate de management a memoriei (MMU), interfață pentru coprocesoare externe și magistrală de comunicație AMBA - Advanced Microcontroller Bus Architecture. Caracteristicile
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
fost utilizat ca element central în microcontrolere ale diverșilor producători de dispozitive semiconductoare, cele mai de succes implementări fiind Atmel AT91RM9200 și Philips/NXP LPC31xx. Structura completă a unui procesor ARM920T este reprezentată în figura 2.29, și cuprinde, pe lângă procesorul în virgulă fixă, interfață de depanare și testare JTAG, unitate de management a memoriei (MMU), interfață pentru coprocesoare externe și magistrală de comunicație AMBA - Advanced Microcontroller Bus Architecture. Caracteristicile unui sistem ARM920TDMI tipic sunt: Proces tehnologic de fabricație de 0
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
metalice; Transistoare echivalente 2,500,000; Viteză de calcul 220 MIPS; Arie siliciu 23-25 mm2; Putere disipată 560 mW; Alimentare Vdd 2.5V; Frecvență de tact 0-200 MHz; Eficiență energetică 390 MIPS/W; Standardul AMBA definește modul de conectare al procesorului cu celelalte module integrate în cip și precizează posibilitatea utilizării a trei tipuri de magistrale, în funcție de nivelul de performanță cerut conexiunii: Advanced High-performance Bus (AHBĂ pentru conectarea modulelor de înaltă performanță, suportă moduri foarte rapide de transfer de date. Advanced
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
sistemelor embedded 53 Advanced Peripheral Bus (APBĂ asigură o interfață simplă cu dispozitivele periferice ce necesită transferuri lente de date. Interfața AMBA este folosită și în dispozitivele actuale bazate pe nuclee avansate ARM Cortex iar un microcontroler tipic cu nucleu procesor ARM incorporează de obicei 2 din aceste magistrale, AHB sau ASB și APB, într-o structură de tipul celei prezentate în figura 2.30. Figura 2.30 Structura microcontroler ARM cu interfață AMBA ([53]Ă Generația actuală de procesoare ARM
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
nucleu procesor ARM incorporează de obicei 2 din aceste magistrale, AHB sau ASB și APB, într-o structură de tipul celei prezentate în figura 2.30. Figura 2.30 Structura microcontroler ARM cu interfață AMBA ([53]Ă Generația actuală de procesoare ARM se bazează pe nuclee procesor numite comercial Cortex și grupate pe trei categorii, în funcție de aplicațiile cărora li se adresează, Cortex A, Cortex R și Cortex M. Categoria Cortex-A vizează aplicații cu sisteme de operare mobile de performanță (iOS
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
2 din aceste magistrale, AHB sau ASB și APB, într-o structură de tipul celei prezentate în figura 2.30. Figura 2.30 Structura microcontroler ARM cu interfață AMBA ([53]Ă Generația actuală de procesoare ARM se bazează pe nuclee procesor numite comercial Cortex și grupate pe trei categorii, în funcție de aplicațiile cărora li se adresează, Cortex A, Cortex R și Cortex M. Categoria Cortex-A vizează aplicații cu sisteme de operare mobile de performanță (iOS, Android, Windows Phoneă, la care caracteristica
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
Cortex M. Categoria Cortex-A vizează aplicații cu sisteme de operare mobile de performanță (iOS, Android, Windows Phoneă, la care caracteristica principală este puterea de procesare cât mai mare și posibilitatea de a integra în același dispozitiv mai multe nuclee procesor. Nuclee tipice sunt Cortex A5, A8, A9, A12 și A15, separate în funcție de nivelul performanțelor. Figura 2.31. Structura nucleului ARM Cortex A5 ([53]Ă Un nivel sporit al performanțelor se poate obține cu nucleul Cortex-A9 prezentat în figura 2.32
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
consumul de energie cât mai scăzute. Nuclee tipice sunt Cortex M0, M0+, M1, M3, și M4 separate în funcție de nivelul performanțelor și al facilităților oferite. Aceste nuclee se utilizează în microcontrolere pe 32 de biți de performanță și mai puțin ca procesoare independente. Nucleele Cortex-M0 și Cortex-M0+ asigură procesare pe 32 de biți la un consum de energie redus și permit realizarea de microcontrolere relativ ieftine dar de performanțe mult mai bune decât cele consacrate pe 8 / 16 biți. Dezvoltarea lor accelerată
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
dispun de cantități mari de memorie de program flash integrată, memorie RAM de date, precum și o selecție largă de dispozitive periferice integrate. Structura unui microcontroler cu set extins de periferice integrate, ATMega 2560, este prezentată în figura 2.48. Un procesor Atmel complet descris Capitolul 2 Unitatea centrală de prelucrare a sistemelor embedded Construcția și tehnologia sistemelor embedded 63 Figura 2.48 Structura internă a microcontrolerului Atmel ATMega 2560 Uneltele de dezvoltare software oferite de producător sunt performante, la fel și
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
PIC24 și dsPIC sunt microcontrolere pe 16 biți cu arhitectură complet îmbunătățită și cu un set mult mai bogat de periferice integrate; PIC32 sunt microcontrolere pe 32 de biți bazate pe nucleul MIPS32 M4K și au performanțe extrem de mari, specifice procesoarelor pe 32 de biți; Structura unui microcontroler mediu din această familie, PIC18F4550, este prezentată în figura alăturată. Capitolul 2 Unitatea centrală de prelucrare a sistemelor embedded Construcția și tehnologia sistemelor embedded 65 Figura 2.49 Structura microcontrolerului PIC18F4550 Printre dezavantaje
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
integrat; -referință de tensiune programabilă; -controller pentru acces direct la memorie DMA; -memorie program de 48kB, memorie de date (RAM) de 10kB; -multiplicator hardware pe 16 biți; -6 porturi de intrare-ieșire pe 8 biți; -circuit watchdog de supervizare a funcționării procesorului; În figura 2.51 se prezintă structura unui dispozitiv cu set bogat de periferice integrate și capabilități de comandă directă a afișoarelor LCD cu maxim 160 de segmente și 4 linii comune, MSP430F449. Figura 2.51 Structura unui microcontroler (MSP430F449
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
în ordine aleatoare, la o rată fixă, independent de locația fizică, pentru citire sau scriere. Structura generală a unei memorii cu acces aleator RAM este prezentată în figura 3.1 <footnote id="38">. Utilizarea memoriei în sisteme de calcul cu procesoare rapide și puternice necesită acces rapid la cantități mari de informație. Procesorul trebuie să primească rapid datele solicitate pentru a evita oprirea sa și trecerea în stări de așteptare. Discrepanța între performanțele CPU și memorie e ilustrată în fig. 3
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
citire sau scriere. Structura generală a unei memorii cu acces aleator RAM este prezentată în figura 3.1 <footnote id="38">. Utilizarea memoriei în sisteme de calcul cu procesoare rapide și puternice necesită acces rapid la cantități mari de informație. Procesorul trebuie să primească rapid datele solicitate pentru a evita oprirea sa și trecerea în stări de așteptare. Discrepanța între performanțele CPU și memorie e ilustrată în fig. 3.2. Cum procesoarele moderne rulează la frecvențe de tact de ordinul GHz
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
puternice necesită acces rapid la cantități mari de informație. Procesorul trebuie să primească rapid datele solicitate pentru a evita oprirea sa și trecerea în stări de așteptare. Discrepanța între performanțele CPU și memorie e ilustrată în fig. 3.2. Cum procesoarele moderne rulează la frecvențe de tact de ordinul GHz și necesită cantități mari de date, acestea pot fi asigurate doar prin utilizarea memoriei cache. Pe măsură ce ne îndepărtăm de procesor, nivelele de memorie au viteză mai scăzută și capacitate mai mare
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
performanțele CPU și memorie e ilustrată în fig. 3.2. Cum procesoarele moderne rulează la frecvențe de tact de ordinul GHz și necesită cantități mari de date, acestea pot fi asigurate doar prin utilizarea memoriei cache. Pe măsură ce ne îndepărtăm de procesor, nivelele de memorie au viteză mai scăzută și capacitate mai mare. Memoria cache este o memorie foarte rapidă integrată în procesor sau plasată lângă acesta într un cip separat. Procesorul păstrează în memoria cache instrucțiunile utilizate în mod repetat în timpul
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]