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arm peut être considéré comme le nom d'une entreprise, comme un terme général désignant un type de processeur ou comme le nom d'une technologie. ARM est une société spécialisée dans la conception et le développement de puces basées sur la technologie RISC et est le premier fournisseur mondial de propriété intellectuelle (IP) sur les semi-conducteurs. Le processeur ARM est le premier microprocesseur RISC à faible consommation d'énergie et à faible coût conçu par British Acorn Co., Ltd. La technologie ARM présente les caractéristiques de hautes performances, de faible coût et d’économie d’énergie.

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L'environnement d'exploitation de ce tutoriel : système Windows 7, ordinateur Dell G3.

1. Qu'est-ce qu'ARM ?

ARM peut être considéré comme le nom d'une entreprise, comme un nom collectif pour un type de processeur, ou comme le nom d'une technologie.
ARM est une société spécialisée dans la conception et le développement de puces basées sur la technologie
RISC. Elle est le premier fournisseur mondial de propriété intellectuelle (IP) sur les semi-conducteurs. En tant que fournisseur de propriété intellectuelle, n'est pas directement engagé dans le domaine des puces. production, mais transferts Licence de conception , avec des puces uniques produites par des sociétés coopératives.
Le processeur ARM est le premier microprocesseur RISC à faible consommation et économique conçu par British Acorn Co., Ltd. Le cœur du processeur ARM est unifié
et est fourni par ARM Company, tandis que le les composants des puces sont divers est conçu par de grandes sociétés de semi-conducteurs, ce qui permet à ARM d'utiliser différents périphériques sur puce et sur puce basés sur le même cœur lors de la conception de systèmes embarqués, présentant ainsi de grands avantages.
La technologie ARM présente les caractéristiques de haute performance, de faible coût et d'économie d'énergie. Elle occupe une position de leader dans les domaines des smartphones, tablettes, commandes embarquées, processeurs multimédia numériques et autres.

2. Noyau et architecture ARM Toute puce de bras se compose principalement de deux parties : noyau de bras

périphériques.

ARM corearm core :

arm core se compose principalement de :

registres, jeu d'instructions, bus, règles de mappage de mémoire, logique d'interruption et composants buggés Attendez . Le noyau est conçu par ARM et concédé sous licence à des fabricants de puces individuels par le biais de ventes (ARM lui-même ne fabrique pas de puces). Par exemple, les Cortex A8 et A9 conçus pour la haute vitesse sont tous deux des architectures ARMv7a ; les Cortex M3 et M4 sont des architectures ARMv7m Le premier est le processeur (c'est-à-dire le cœur),

Le second est l'architecture du jeu d'instructions (également appelée comme l'architecture).

Périphériques : Y compris les minuteries, les convertisseurs A/D, la mémoire, I2C, UART, SPI, ROM, etc.

Conçu par chaque fabricant de puces et connecté au cœur ARM. Différents fabricants de puces ont des périphériques différents, formant ainsi une énorme industrie de puces ARM en termes de quantité et de spécifications.

Architecture du jeu d'instructions arm

La conception du jeu d'instructions est la partie la plus importante de la structure du processeur. Elle est appelée ISA (Instruction Set Architecture) en termes d'arm. Le jeu d'instructions peut être considéré comme l'âme de la conception du processeur, et c'est le sort qui ouvre la boîte de Pandore des processeurs. Si nous voulons utiliser le processeur, nous ne pouvons faire fonctionner le processeur que via ces instructions.

Pour un processeur 32 bits, ces instructions sont une séquence de 01 32 bits. Différentes valeurs représentent différentes instructions machine

Le matériel du processeur peut parfaitement analyser et exécuter ces instructions, telles que l'adressage et les opérations, exception. manipulation, etc

Lorsque nous jouons à Honor of Kings sur nos téléphones portables, nous devons savoir que chaque mouvement que nous effectuons est en fait finalement traduit en une série d'instructions machine. Depuis la naissance de l'architecture ARMv1 en 1985 jusqu'en 2011, l'architecture ARM s'est développée jusqu'à la huitième génération d'ARMv8.

Les Cortex-A32/35/53/57/72/73/77/78 utilisent tous l'architecture

ARMv8

Il s'agit de la première architecture de processeur ARM prenant en charge les jeux d'instructions 64 bits

que signifie le bras Architecture du processeur et du jeu d'instructions avant ARM11

Avant la puce ARM11, la relation architecturale correspondante de chaque puce est la suivante :

que signifie le bras Architecture du processeur et du jeu d'instructions après ARM11

Après la puce ARM11, c'est-à-dire à partir de l'architecture ARMv7, la méthode de dénomination d'ARM a changé.

La nouvelle famille de processeurs porte le nom de Cortex et est divisée en trois séries, à savoir Cortex-A, Cortex-R et Cortex-M

Modèle de processeur ARM

Série Cortex-A (A : Application)

Conçu pour les produits de divertissement grand public et sans fil en pleine croissance, utilisés avec des exigences informatiques élevées, exécutant des systèmes d'exploitation riches et fournissant des domaines d'application de l'interactivité expérience multimédia et graphique , comme les smartphones, les tablettes, les systèmes de divertissement automobile, les téléviseurs numériques, les livres intelligents, les liseuses électroniques, les réseaux domestiques, les passerelles domestiques et divers autres produits.

Série Cortex-R (R : temps réel)

Destiné aux applications système qui doivent exécuter des opérations en temps réel, telles que systèmes de freinage automobile, solutions de transmission de puissance, grande capacité contrôle du stockage des applications temps réel profondément intégrées telles que les processeurs.

Série Cortex-SC (SC : SecurCore)

En fait, en plus des trois grandes séries ci-dessus, il existe également une série Cortex-SC (SC : SecurCore) qui se concentre sur la sécurité, qui est principalement utilisée pour

puces de sécurité gouvernementales.

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La série ARM11 comprend le processeur ARM11MPCore, le processeur ARM1176, le processeur ARM1156 et le processeur ARM1136, qui sont basés sur l'architecture ARMv6.

Le processeur ARM Cortex-A5, le processeur Cortex-A7, le processeur Cortex-A8, le processeur Cortex-A9 et le processeur Cortex-A15 appartiennent à la série Cortex-A et sont basés sur l'architecture ARMv7-A.

Les processeurs Cortex-A53 et Cortex-A57 appartiennent à la série Cortex-A50 et adoptent pour la première fois l'architecture ARMv8 64 bits.

En 2020, ARM a récemment publié une nouvelle architecture de processeur, Cortex-A78, basée sur le jeu d'instructions ARMv8.2.

3. Qu'est-ce que le SOC ?

Le nom complet du SoC est :

System-on-a-Chip La signification chinoise est "Construisez le système sur une seule puce".

SoC intègre bon nombre des composants les plus critiques sur les téléphones mobiles, tels que CPU, GPU, Mémoire En d'autres termes, bien qu'il existe sous forme de puce sur la carte mère, il contient de nombreux composants emballés.

Par exemple, ce que nous appelons habituellement Qualcomm 801, Kirin 950, les exynos 4412, A6 de Samsung, etc. ne sont que le nom général des composants système emballés et emballés (SoC). Cependant, le contenu de chaque colis est différent et les raisons sont également différentes.

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Un système sur puce ARM classique ou soi-disant Soc contient de nombreux composants, dont seulement certains sont directement dérivés d'ARM. Tout d'abord, le noyau lui-même est généralement profondément intégré à l'intérieur de l'appareil et n'est généralement pas directement visible depuis le contexte de l'appareil, tandis que le port de débogage est généralement la seule partie exposée connectée au noyau lui-même, avec une certaine logique de collage telle que horloger et réinitialiser les circuits intégrés.

Étant donné que le cœur ARM n'a que deux entrées d'interruption, le périphérique le plus courant est une sorte de contrôleur d'interruption. À l'intérieur du périphérique, chaque composant est connecté l'un à l'autre via l'architecture de bus d'interconnexion sur puce. il s'agit d'une interconnexion AMBA standard.

AMBA spécifie deux bus, un bus système haute performance

appelé AXI et un bus périphérique à faible consommation appelé APB est généralement utilisé pour connecter tous les périphériques, et AXI est utilisé pour la mémoire et pour d'autres hautes performances. Pour les appareils à grande vitesse, la plupart des appareils disposent d'une certaine quantité de stockage sur puce et d'interfaces pour connecter des périphériques de mémoire. Cependant, notez que la connexion externe à l'appareil n'est pas le bus AMBA. Elle est uniquement utilisée dans l'appareil et n'est pas exposée. .

4. Exemple : Exynos 4412 SCP Prenons l'Exynos (Orion) 4412 SCP de Samsung comme exemple pour expliquer ces concepts.

Le SCP Exynos 4412 de Samsung est un SOC basé sur Cortex-A9

Comme le montre la figure ci-dessous, Exynos 4412 contient 4 processeurs Cortex-A9 (cœurs) ; l'architecture ARMv7-A (jeu d'instructions)
Comme Samsung, d'autres grands fabricants qui coopèrent avec ARM rassemblent généralement leurs processeurs et diverses adresses IP de périphériques, puis enregistrent les dessins. Le produit est également un carré. Il y a de nombreuses citations ci-dessous, cette chose n'est pas seulement. inclut le CPU, mais aussi d'autres contrôleurs. Cette chose est appelée SOC (système sur puce).
Comme le montre l'image ci-dessous, il s'agit de l'Exynos 4412 finalement produit par Samsung. Bien entendu, ce SOC ne peut à lui seul faire fonctionner Android, et un grand nombre de périphériques sont nécessaires pour finalement former un système complet, mais la plupart des plus complexes. matériel Certains modules ont été intégrés dans cette soc.

5. Résumé

Résumons ces concepts :

Le nom de la société ARM s'appelle ARM : Advanced RISC Machines
Le premier microprocesseur conçu par Acorn, le prédécesseur d'ARM ; Le processeur s'appelle ARM : Acorn RISC Machine ;
Nom du processeur ARM : il s'appelait auparavant ARM9 et ARM11. Les nouvelles règles de dénomination sont remplacées par la dénomination Cortex, qui sont Cortex-A, Cortex-R et. Cortex-M ; ces trois lettres A, R et M réunies sont ARM.
Le jeu d'instructions ARM est l'architecture ARM, telle que ARMv8. Chaque processeur doit s'appuyer sur une certaine architecture ARM pour la conception
**SOC :** Les principaux fabricants achètent des licences ARM, obtenez la source ; code du processeur ARM, puis créez une adresse IP périphérique (achetez-la ou concevez-la vous-même) pour former un SOC, comme l'Exynos 4412 de Samsung et le Kirin 990 de Huawei.

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