ARM Cortex-R - ARM Cortex-R

ARM Cortex-R
Obecná informace
Navrhl	ARM Holdings
Architektura a klasifikace
Sada instrukcí	ARMv7-R, ARMv8-R,; ARM (32 bitů),; ARM (64bitová),; Palec (16 bitů)

The ARM Cortex-R je rodina 32-bit a 64-bit RISC PAŽE procesorová jádra s licencí Držení paží. Jádra jsou optimalizována pro tvrdé reálný čas a kritické z hlediska bezpečnosti aplikace. Jádra v této rodině implementují profil ARM Real-time (R), který je jedním ze tří profilů architektury, další dva jsou profil aplikace (A) implementovaný Cortex-A rodina a profil mikrokontroléru (M) implementovaný Cortex-M rodina. Rodina mikroprocesorů ARM Cortex-R v současné době sestává z ARM Cortex-R4 (F), ARM Cortex-R5 (F), ARM Cortex-R7 (F), ARM Cortex-R8 (F), ARM Cortex-R52 (F) a ARM Cortex-R82 (F).

Přehled

32-bit
Rok	Jádro
2011	Cortex-R4 (F)
2011	Cortex-R5 (F)
2011	Cortex-R7 (F)
2016	Cortex-R8 (F)
2016	Cortex-R52 (F)

64-bit
Rok	Jádro
2020	Cortex-R82 (F)

ARM Cortex-R je rodina jader ARM implementujících profil R architektury ARM; tento profil je navržen pro vysoce výkonné aplikace v reálném čase a kritické z hlediska bezpečnosti. Je podobný profilu A pro zpracování aplikací, ale přidává funkce, díky nimž je odolnější vůči chybám a vhodné pro použití v náročných aplikacích v reálném čase a kritických z hlediska bezpečnosti.

Přidané důležité funkce v reálném čase a bezpečnosti zahrnují:

Pevně spojená paměť
Zvýšené zpracování výjimek v hardwaru
Pokyny k rozdělení hardwaru
Ochrana paměti jednotka (MPU)
Deterministické přerušení zpracování stejně rychle nemaskovatelná přerušení
ECC na Mezipaměť L1 a autobusy
Dvoujádrový lockstep pro odolnost proti chybám CPU

Před R82, představeným 4. září 2020,^[1] rodina Cortex-R neměla jednotka správy paměti (MMU). Modely starší než R82 nelze použít virtuální paměť, což je činí nevhodnými pro mnoho aplikací, například pro plnohodnotné aplikace Linux.^[1] Mnozí však operační systémy v reálném čase (RTOS), s důrazem na úplnou kontrolu, tradičně považovali nedostatek MMU za funkci, nikoli za chybu.^[1] Na R82 je možné spustit tradiční RTOS paralelně s stránkovaným OS, jako je Linux, kde Linux využívá MMU pro flexibilitu, zatímco RTOS uzamkne MMU do režimu přímého překladu na stránkách přiřazených RTOS aby byla zachována plná předvídatelnost funkcí v reálném čase.^[1]

Licence ARM

ARM Holdings nevyrábí ani neprodává zařízení CPU na základě svých vlastních návrhů, ale spíše licencuje základní návrhy zúčastněným stranám. ARM nabízí celou řadu licenčních podmínek, které se liší v ceně a výstupech. ARM poskytuje všem držitelům licence integrovatelný hardwarový popis jádra ARM, kompletní sadu nástrojů pro vývoj softwaru a právo na prodej vyráběných křemík obsahující ARM CPU.

Přizpůsobení křemíku

Výrobci integrovaných zařízení (IDM) dostávají procesor ARM IP tak jako syntetizovatelný RTL (napsáno v Verilog ). V této formě mají možnost provádět optimalizace a rozšíření na architektonické úrovni. To umožňuje výrobci dosáhnout vlastních návrhových cílů, jako je vyšší taktovací frekvence, velmi nízká spotřeba energie, rozšíření instrukční sady, optimalizace velikosti, podpora ladění atd. Chcete-li zjistit, které komponenty byly zahrnuty do konkrétního čipu ARM CPU, podívejte se na datový list výrobce a související dokumentace.

Aplikace

Cortex-R je vhodný pro použití v počítačem řízených systémech, kde je vyžadována velmi nízká latence a / nebo vysoká úroveň bezpečnosti. Příkladem tvrdé kritické aplikace v reálném čase by byla moderní elektronická brzdová soustava v automobilu. Systém musí být nejen rychlý a musí reagovat na nepřeberné množství vstupních dat ze senzorů, ale je také zodpovědný za bezpečnost lidí. Porucha takového systému by mohla vést k těžkým zraněním nebo ztrátám na životech.

Mezi další příklady kritických aplikací v reálném čase a / nebo z hlediska bezpečnosti patří:

Zdravotnické zařízení
Programovatelný logický řadič (PLC)
Elektronické řídicí jednotky (ECU) pro širokou škálu aplikací
Robotika
Avionika
Kontrola pohybu

Viz také

Reference

^ ^A ^b ^C ^d Salter, Jim (9. září 2020). „Arm Cortex-R82 je prvním 64bitovým procesorem v reálném čase“. arstechnica.com. Ars Technica. Citováno 11. září 2020.

externí odkazy

Oficiální dokumenty ARM Cortex-R

Oficiální web ARM Cortex-R

PAŽE Jádro	Bit Šířka	PAŽE webová stránka	ARM Technické Referenční příručka	ARM architektura Referenční příručka
Cortex-R4 (F)	32	Odkaz	Odkaz	ARMv7-R
Cortex-R5 (F)	32	Odkaz	Odkaz	ARMv7-R
Cortex-R7 (F)	32	Odkaz	Odkaz	ARMv7-R
Cortex-R8 (F)	32	Odkaz	Odkaz	ARMv7-R
Cortex-R52 (F)	32	Odkaz	Odkaz	ARMv8 ARMv8-R
Cortex-R82 (F)	64	Odkaz	Bude upřesněno	ARMv8-R

Migrace

Migrace z MIPS na ARM - arm.com
Migrace z PPC do ARM - arm.com
Migrace z IA-32 (x86-32) na ARM - arm.com

jiný

CORTEX-R versus CORTEX-M

[Salter2020-1] A ^b ^C ^d Salter, Jim (9. září 2020). „Arm Cortex-R82 je prvním 64bitovým procesorem v reálném čase“. arstechnica.com. Ars Technica. Citováno 11. září 2020.

[1]