1,382 matches
-
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, Android
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
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: Capitolul 2 Unitatea centrală de prelucrare a sistemelor embedded Construcția și tehnologia sistemelor embedded 54 Figura 2.32 Structura nucleului
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
Cortex A5 ([53]Ă Un nivel sporit al performanțelor se poate obține cu nucleul Cortex-A9 prezentat în figura 2.32: Capitolul 2 Unitatea centrală de prelucrare a sistemelor embedded Construcția și tehnologia sistemelor embedded 54 Figura 2.32 Structura nucleului ARM Cortex A9 ([53]Ă Performanțele cele mai mari ale gamei Cortex-A sunt asigurate de nucleul Cortex-A15 prezentat în figura 2.33: Figura 2.33 Structura nucleului ARM Cortex A15 ([53]Ă Categoria Cortex-R vizează aplicații cu sisteme de timp
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
embedded Construcția și tehnologia sistemelor embedded 54 Figura 2.32 Structura nucleului ARM Cortex A9 ([53]Ă Performanțele cele mai mari ale gamei Cortex-A sunt asigurate de nucleul Cortex-A15 prezentat în figura 2.33: Figura 2.33 Structura nucleului ARM Cortex A15 ([53]Ă Categoria Cortex-R vizează aplicații cu sisteme de timp real de performanță pentru aplicații multimedia și industriale, la care caracteristica principală este puterea de procesare cât mai mare și siguranța în funcționare. Nuclee tipice sunt Cortex R4
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
real de performanță pentru aplicații multimedia și industriale, la care caracteristica principală este puterea de procesare cât mai mare și siguranța în funcționare. Nuclee tipice sunt Cortex R4, R5 și R7 separate în funcție de nivelul performanțelor. Figura 2.34 Structura nucleului ARM Cortex R4 ([53]Ă Pentru aplicațiile în care sunt necesare două nuclee se poate folosi un dispozitiv bazat pe nuclee Cortex-R5: Capitolul 2 Unitatea centrală de prelucrare a sistemelor embedded Construcția și tehnologia sistemelor embedded 55 Figura 2.35 Structura
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
R4 ([53]Ă Pentru aplicațiile în care sunt necesare două nuclee se poate folosi un dispozitiv bazat pe nuclee Cortex-R5: Capitolul 2 Unitatea centrală de prelucrare a sistemelor embedded Construcția și tehnologia sistemelor embedded 55 Figura 2.35 Structura nucleului ARM Cortex R5 ([53]Ă Performanțele cele mai bune în această categorie de aplicații embedded sunt asigurate de nucleele Cortex-R7, a căror structură internă este prezentată în figura 2.36: Figura 2.36 Structura nucleului ARM Cortex R5 ([53]Ă Categoria
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
Figura 2.35 Structura nucleului ARM Cortex R5 ([53]Ă Performanțele cele mai bune în această categorie de aplicații embedded sunt asigurate de nucleele Cortex-R7, a căror structură internă este prezentată în figura 2.36: Figura 2.36 Structura nucleului ARM Cortex R5 ([53]Ă Categoria de nuclee Cortex-M vizează aplicații embedded la care caracteristicile principale sunt prețul și consumul de energie cât mai scăzute. Nuclee tipice sunt Cortex M0, M0+, M1, M3, și M4 separate în funcție de nivelul performanțelor și
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
8051. Structura unui nucleu Cortex M0 este prezentat în figura 2.37, iar a nucleului Cortex-M0+ în figura 2.38. Capitolul 2 Unitatea centrală de prelucrare a sistemelor embedded Construcția și tehnologia sistemelor embedded 56 Figura 2.37 Structura nucleului ARM Cortex-M0 ([53]Ă Nucleul Cortex-M0+ prezintă o structură mai avansată: Figura 2.38 Structura nucleului ARM Cortex-M0+ ([53]Ă Nucleul Cortex-M1 oferă în plus interfețe mai rapide la memorie: Figura 2.39 Structura nucleului ARM Cortex-M1 ([53]Ă Nucleul Cortex-M3
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
în figura 2.38. Capitolul 2 Unitatea centrală de prelucrare a sistemelor embedded Construcția și tehnologia sistemelor embedded 56 Figura 2.37 Structura nucleului ARM Cortex-M0 ([53]Ă Nucleul Cortex-M0+ prezintă o structură mai avansată: Figura 2.38 Structura nucleului ARM Cortex-M0+ ([53]Ă Nucleul Cortex-M1 oferă în plus interfețe mai rapide la memorie: Figura 2.39 Structura nucleului ARM Cortex-M1 ([53]Ă Nucleul Cortex-M3 oferă în plus interfață avansată cu dispozitivele periferice și unitate de protecție a memoriei: Cel mai
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
Figura 2.37 Structura nucleului ARM Cortex-M0 ([53]Ă Nucleul Cortex-M0+ prezintă o structură mai avansată: Figura 2.38 Structura nucleului ARM Cortex-M0+ ([53]Ă Nucleul Cortex-M1 oferă în plus interfețe mai rapide la memorie: Figura 2.39 Structura nucleului ARM Cortex-M1 ([53]Ă Nucleul Cortex-M3 oferă în plus interfață avansată cu dispozitivele periferice și unitate de protecție a memoriei: Cel mai performant membru al familiei Cortex-M, nucleul Cortex-M4 oferă în plus extensii de procesare digitală de semnal: Un exemplu
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
permanentă scădere. Demn de remarcat este faptul că un producător major de dispozitive compatibile 8051, NXP / Philips, a renunțat în 2012 la fabricarea microcontrolerelor pe 8 biți, în speță familia 8051. Unul dintre motive a fost, probabil, faptul că microcontrolerele ARM Cortex M0+ oferă performanțe net superioare la prețuri care încep să concureze cu cele ale dispozitivelor 8051. Capitolul 2 Unitatea centrală de prelucrare a sistemelor embedded Construcția și tehnologia sistemelor embedded 62 Arhitectura Atmel AVR Familia de microcontrolere Atmel AVR
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
51] ***, “STM32L15xx6/8/B Ultra-low-power 32 bit MCU ARM-based Cortex-M3, 128KB Flash, 16KB SRAM, 4KB EEPROM, LCD, USB, ADC, DAC”, ST Microelectronics, 2013. [52] ***, “MSP430x43x1, MSP430x43x, MSP430x44x1, MSP430x44x mixed signal microcontroller”, slas344g datasheet, Texas Instruments Inc., 2009. [53] Steve Furber, “ARM system-on-chip architecture (2nd Editionă”, Addison Wesley, March 2000. Microchip JP020587 [54] Ross Carlton, Greg Racino, John Suchyta, “Improving the transient immunity performance of microcontroller-based applications”, Freescale Semiconductor, AN2764, 2005. [55] Ali Sheikholeslami, P. Glenn Gulak, “A Survey of Circuit Innovations
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
engineers”, slyy018a white paper, Texas Instruments Deutschland, 2010. [59] ***, Journal of Analog Innovation, Linear Technology, vol.20, no.3, October 2010. [60] Paul Svasta et al, “Componente electronice pasive: rezistoare, condensatoare, inductoare. Probleme”, Ed. Cavallioti, București, Romania, 2012. [61] ***, “RM4 ARM Cortex™-R4 Microcontrollers”, Texas Instruments, www.ti.com, accesat la 25.11.2013 [62] Alexandru Vasile, Irina Bacîș, “Bazele electronicii auto”, Ed. Cavallioti, București, 2013. [63] Cristina Marghescu, Mihaela Pantazica, Sever Pasca, “Integration of a Pletysmographic Sensor for Pulse Measurements
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
Caciulata, ISSN 1454-8003, pp. 134-142 [70] ***, Technical Articles and Presentations, MEN Mikro Elektronik, http://www.men.de/support/downloads,Technical Articles-and Presentations,7.html, accesat la 20.11.2013 [71] www.cascadetek.com/document-downloads, accesat la 25.11.2013 [72] ***, ARM Infocenter, ARM Holdings ltd., http://infocenter.arm.com/help/index.jsp, accesat la 23.11.2013 [73] ***, “The ARM Cortex-A9 Processors white paper”, ARM Holdings ltd, September 2009. [74] www.olimex.com, accesat la 22.11.2013
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
1454-8003, pp. 134-142 [70] ***, Technical Articles and Presentations, MEN Mikro Elektronik, http://www.men.de/support/downloads,Technical Articles-and Presentations,7.html, accesat la 20.11.2013 [71] www.cascadetek.com/document-downloads, accesat la 25.11.2013 [72] ***, ARM Infocenter, ARM Holdings ltd., http://infocenter.arm.com/help/index.jsp, accesat la 23.11.2013 [73] ***, “The ARM Cortex-A9 Processors white paper”, ARM Holdings ltd, September 2009. [74] www.olimex.com, accesat la 22.11.2013
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
Articles and Presentations, MEN Mikro Elektronik, http://www.men.de/support/downloads,Technical Articles-and Presentations,7.html, accesat la 20.11.2013 [71] www.cascadetek.com/document-downloads, accesat la 25.11.2013 [72] ***, ARM Infocenter, ARM Holdings ltd., http://infocenter.arm.com/help/index.jsp, accesat la 23.11.2013 [73] ***, “The ARM Cortex-A9 Processors white paper”, ARM Holdings ltd, September 2009. [74] www.olimex.com, accesat la 22.11.2013
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
Technical Articles-and Presentations,7.html, accesat la 20.11.2013 [71] www.cascadetek.com/document-downloads, accesat la 25.11.2013 [72] ***, ARM Infocenter, ARM Holdings ltd., http://infocenter.arm.com/help/index.jsp, accesat la 23.11.2013 [73] ***, “The ARM Cortex-A9 Processors white paper”, ARM Holdings ltd, September 2009. [74] www.olimex.com, accesat la 22.11.2013
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
accesat la 20.11.2013 [71] www.cascadetek.com/document-downloads, accesat la 25.11.2013 [72] ***, ARM Infocenter, ARM Holdings ltd., http://infocenter.arm.com/help/index.jsp, accesat la 23.11.2013 [73] ***, “The ARM Cortex-A9 Processors white paper”, ARM Holdings ltd, September 2009. [74] www.olimex.com, accesat la 22.11.2013
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
28 CISC-RISC ............................................... ......................................... 28 Harvard-von Neumann ............................................... ....................... 29 Cache ............................................... ............................................... . .. 30 Paralelismul la nivel de instrucțiune................................... ............... 34 pipeline ............................................... ............................................... 34 Paralelismul la nivel de procesor ............................................... ........ 39 Reducerea consumului de energie ............................................... ...... 41 2.3. Arhitecturi reprezentative de procesoare moderne ......................... 44 Arhitectura Intel x86............................................ .............................. 44 Arhitectura ARM............................................ ................................... 48 2.4. Arhitecturi reprezentative de microcontrolere ................................ 59 Arhitectura Intel MCS-51 ............................................... ................... 59 Arhitectura Atmel AVR............................................ ......................... 62 Arhitectura Microchip PIC ............................................... ................. 63 Arhitectura Texas Instruments MSP430......................................... ... 66 2.5. Criterii de alegere a microcontrolerului pentru o anumită aplicație 68 3. Memoria sistemelor
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1069]
-
cu suport pentru memorie virtuală. Exemple tipice de astfel de procesoare sunt versiunile embedded ale procesoarelor pe 32 de biți Intel (386, 486, Pentium...Ă sau AMD (familia Elană, procesoarele IBM/Motorola PowerPC 850, 860, sau procesoarele bazate pe arhitecturi ARM (StrongARM, X-Scale, Cortexă. Toate aceste procesoare dispun de funcții de management al consumului de energie, reducând frecvența de funcționare în perioadele de inactivitate sau de activitate scăzută. Frecvențele de lucru sunt de ordinul zecilor sau sutelor de MHz. Memoria RAM
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1069]
-
36 O microarhitectură avansată compatibilă Intel x86 este cea a procesorului cu 4 nuclee AMD Opteron Barcelona, descrisă în figura 2.11; etapele principale ale execuției instrucțiunilor corespund blocurilor indicate. Figura 2.11 Microarhitectura procesorului AMD Opteron X4 Barcelona Nucleul ARM Cortex A9 dispune de asemenea de o structură pipeline complexă pe 11 niveluri pentru execuția instrucțiunilor care asigură frecvențe ridicate ale semnalului de tact și performanțe superioare de procesare a datelor. Capitolul 2 Unitatea centrală de prelucrare a sistemelor embedded
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1069]
-
execuția instrucțiunilor care asigură frecvențe ridicate ale semnalului de tact și performanțe superioare de procesare a datelor. Capitolul 2 Unitatea centrală de prelucrare a sistemelor embedded Construcția și tehnologia sistemelor embedded 37 Figura 2.12 Conducta de instrucțiuni la nucleul ARM Cortex A9 Utilizarea mecanismului pipeline permite realizarea paralelismului la nivel de instrucțiune. Prin combinarea acestei tehnici cu alte îmbunătățiri arhitecturale se poate crește suplimentar paralelismul la nivel de instrucțiune și, deci, viteza procesorului. Două tehnici sunt utilizate în conjuncție cu
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1069]
-
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 cu
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1069]
-
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 cu un număr mai redus de tranzistoare
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1069]
-
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 cu un număr mai redus de tranzistoare și
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1069]