ARM Cortex magú mikrovezérlők

Hasonló dokumentumok
Nagyteljesítményű mikrovezérlők

ARM processzorok felépítése

Autóipari beágyazott rendszerek CAN hardver

ARM (Advanced RISC Machine)

Nagyteljesítményű mikrovezérlők

Érzékelők és beavatkozók I.

ARM Cortex magú mikrovezérlők

ARM Cortex magú mikrovezérlők

Scherer Balázs: Mikrovezérlők fejlődési trendjei

Scherer Balázs: Mikrovezérlık fejlıdési trendjei

ARM Cortex magú mikrovezérlők. mbed

Számítógépek felépítése

ARM Cortex magú mikrovezérlők

ARM Cortex magú mikrovezérlők

Mikrorendszerek tervezése

Programmable Chip. System on a Chip. Lazányi János. Tartalom. A hagyományos technológia SoC / PSoC SoPC Fejlesztés menete Mi van az FPGA-ban?

Mikrorendszerek tervezése

1.1. Általános áttekintés

Nagyteljesítményű mikrovezérlők Energiatakarékos üzemmódok

ARM Cortex magú mikrovezérlők

A Texas Instruments MSP430 mikrovezérlőcsalád

ARM Cortex magú mikrovezérlők

Nagyteljesítményű mikrovezérlők

Silabs STK3700, Simplicity Studio laborgyakorlat

Dr. Schuster György szeptember 27.

FIR SZŰRŐK TELJESÍTMÉNYÉNEK JAVÍTÁSA C/C++-BAN

Nagyteljesítményő mikrovezérlık Cortex M3 mag

Első sor az érdekes, IBM PC ra alapul: 16 bites feldolgozás, 8 bites I/O (olcsóbb megoldás). 16 kbyte RAM. Nem volt háttértár, 5 db ISA foglalat

ÖNÁLLÓ LABOR Mérésadatgyűjtő rendszer tervezése és implementációja

8. Fejezet Processzor (CPU) és memória: tervezés, implementáció, modern megoldások

Nagyteljesítményű mikrovezérlők

Processzor (CPU - Central Processing Unit)

Új kompakt X20 vezérlő integrált I/O pontokkal

ARM Cortex magú mikrovezérlők

Feladatlap: Számítógép összetevők keresése

8. Fejezet Processzor (CPU) és memória: tervezés, implementáció, modern megoldások

Járműfedélzeti rendszerek I. 3. előadás Dr. Bécsi Tamás

Arduino bevezető Szenzorhálózatok és alkalmazásaik

Jelfeldolgozás a közlekedésben

Számítógépek felépítése, alapfogalmak

Nagy Gergely április 4.

ARM Cortex-M0+ mikrovezérlő programozása KEIL MDK 5 környezetben. 1. Az ARM Cortex-M0+ CPU jellemzői

Bevezető előadás Mikrórendszerek összahasonlítása.dsp bevezető

ARM Cortex magú vezérlők Energia felhasználás Energiatakarékos üzemmódok

A Számítógépek felépítése, mőködési módjai

Nagy adattömbökkel végzett FORRÓ TI BOR tudományos számítások lehetőségei. kisszámítógépes rendszerekben. Kutató Intézet

5-6. ea Created by mrjrm & Pogácsa, frissítette: Félix

Mikrorendszerek tervezése

VI. SZOFTVERES PROGRAMOZÁSÚ VLSI ÁRAMKÖRÖK

I 2 C, SPI, I 2 S, USB, PWM, UART, IrDA

FPGA áramkörök alkalmazásainak vizsgálata

2017/12/16 21:33 1/7 Hardver alapok

Az AVR ATmega128 mikrokontroller

ÉRZÉKELŐK ÉS BEAVATKOZÓK I. GY1. 32-BITES MIKROSZÁMÍTÓGÉPEK

MSP430 programozás Energia környezetben. Kitekintés, további lehetőségek

Assembly. Iványi Péter

GPU Lab. 4. fejezet. Fordítók felépítése. Grafikus Processzorok Tudományos Célú Programozása. Berényi Dániel Nagy-Egri Máté Ferenc

2016/08/31 02:45 1/6 Hardver alapok

A tervfeladat sorszáma: 1 A tervfeladat címe: ALU egység 8 regiszterrel és 8 utasítással

SZÁMÍTÓGÉP ARCHITEKTÚRÁK

SZÁMÍTÓGÉPEK BELSŐ FELÉPÍTÉSE - 1

A Számítógépek hardver elemei

Párhuzamos és Grid rendszerek

6.2. TMS320C64x és TMS320C67xx DSP használata

Architektúra, megszakítási rendszerek

A Számítógépek hardver elemei

ARM Cortex magú mikrovezérlők

Az interrupt Benesóczky Zoltán 2004

Nyíregyházi Egyetem Matematika és Informatika Intézete. Input/Output

6. óra Mi van a számítógépházban? A számítógép: elektronikus berendezés. Tárolja az adatokat, feldolgozza és az adatok ki és bevitelére is képes.

DSP architektúrák dspic30f család

A Netburner fejlesztőeszköz alkalmazástechnikája

VEZÉRLŐEGYSÉGEK. Tartalom

Számítógép Architektúrák

Grafikus csővezeték 1 / 44

Programmable Chip. System on a Chip. Lazányi János. Tartalom. A hagyományos technológia SoC / PSoC SoPC Fejlesztés menete Mi van az FPGA-ban?

TI TMDSEVM6472 rövid bemutatása

Architektúra, cache. Mirıl lesz szó? Mi a probléma? Teljesítmény. Cache elve. Megoldás. Egy rövid idıintervallum alatt a memóriahivatkozások a teljes

Bevezetés az informatikába

Számítógép felépítése

Utasításfajták Memóriacímzés Architektúrák Végrehajtás Esettanulmányok. 2. előadás. Kitlei Róbert november 28.

Rendszerarchitektúrák labor Xilinx EDK

Nagyteljesítményű mikrovezérlők

Intelligens és összetett szenzorok

A 32 bites x86-os architektúra regiszterei

Labor gyakorlat Mikrovezérlők

VLIW processzorok (Működési elvük, jellemzőik, előnyeik, hátrányaik, kereskedelmi rendszerek)

Jelfeldolgozó processzorok (DSP) Rekonfigurálható eszközök (FPGA)

Budapesti Műszaki- és Gazdaságtudományi Egyetem Villamosmérnöki és Informatikai Kar MIT. Nagyteljesítményű mikrovezérlők tantárgy [vimim342]

Memóriák - tárak. Memória. Kapacitás Ár. Sebesség. Háttértár. (felejtő) (nem felejtő)

Labor gyakorlat Mikrovezérlők

Adatelérés és memóriakezelés

Számítógép architektúra

Bevitel-Kivitel. Eddig a számítógép agyáról volt szó. Szükség van eszközökre. Processzusok, memória, stb

7. Fejezet A processzor és a memória

5.1. fejezet - Általános 32 bites mikrovezérlő/processzor alkalmazástechnikája A Freescale

találhatók. A memória-szervezési modell mondja meg azt, hogy miként

SzA19. Az elágazások vizsgálata

Számítógép Architektúrák

Érzékelők és beavatkozók I.

Átírás:

ARM Cortex magú mikrovezérlők 3. Cortex-M0, M4, M7 Scherer Balázs Budapest University of Technology and Economics Department of Measurement and Information Systems BME-MIT 2018

32 bites trendek 2003-2017 Flash [kbyte] M0 M0,M0+ M3, M0 M3 M4, M3 1024 512 256 128 64 32 16 8 4 2 1 0,5 8 14-16 20 28-32-36 40-44-48 64 80-100 144 208 256 lábszám BME-MIT 2018 2.

ARM Cortex-M (Mikrovezérlő) magok o M0, M0+: Ultra low power Nagyon egyszerű 85 uw/mhz o M1: FPGA-ra optimalizált o M3: Általános mikrovezérlő o M4: DSP utasításokkal kibővített verzió o M7: M4 továbbfejlesztés superscalar, cache BME-MIT 2018 3.

ARM Cortex-M0 BME-MIT 2018 4.

32 bites mag, 3 elemű pipeline Neumann architektúra o Nagyon egyszerű ARMv6-M arhitektúra A Cortex-M0 mag o 16 bit Thumb utasításkészlet kiegészítve a Thumb-2 technológiával. BME-MIT 2018 5.

ARM7, Cortex-M3, M0 összehasonlítás: memória-hozzáférés ARM7TDMI Cortex-M3 Cortex-M0 BME-MIT 2018 6.

Regiszterek Mint minden ARM architektúránál o R0 R3: C szubrutinhívás paraméterek o R0 ( R1 ) visszatérési értékek o R4 R11 lokális regiszter változók o R12 Intra-Procedure-call o R13 Stack Pointer o R14 Link Register o R15 Program Counte BME-MIT 2018 7.

Memóriatérkép (Map) Kompatibilis az M3-mal BME-MIT 2018 8.

Működési módok Kompatibilis az M3-mal o Handler és Thread mód BME-MIT 2018 9.

Thumb-2 Utasításkészlet o A régi Thumb utasításkészlet modernizált verziója, kevés utasítás: 56 db, de garantált idő alatt. o Minden Cortex processzor támogatja, biztosítva van a felfelé kompatibilitás. o 0,9 DMIPS/MHz BME-MIT 2018 10.

Cortex-M0 és M3 utasításkészlet összehasonlítása BME-MIT 2018 11.

Cortex-M0 mag számítási képességei BME-MIT 2018 12.

NVIC, Nested Vector Interrupt Controller Hasonlóan integrálva, mint az M3 esetében Max 32 külső vektor támogatása Az induló stack pointer a 0x0- án 4 prioritási szint BME-MIT 2018 13.

Cortex-M0, mag szintű energiatakarékosság Nagyon alacsony lábszámú WIC block o Lehetővé teszi a Deep sleep-ből való felébredést. Sleep o A CPU órajel leállítható, az NVIC aktív marad. Deep sleep o Csak a WIC marad aktív, és az NVIC és a mag leáll. WIC ébreszti a rendszert PMU-n (Power management unit) keresztül BME-MIT 2018 14.

Cotex M0+ Optimalizált verziója az M0-nak o Pipeline 3-ról 2 eleművé redukálva o Micro Trace Buffer hozzáadási lehetőség (egyszerű utasítás trace) o Opcionális memory protection unit o Opcionális vector table relocation o Egy ciklusú I/O port kezelés o 13,3 µw/mhz (M0) -> ről 11,2 µw/mhz (M0+) (32 µw/mhz (M3)) BME-MIT 2018 15.

ARM Cortex-M4 BME-MIT 2018 16.

Cortex-M4 Cortex-M4 processzor o Thumb-2 utasításkészlet o DSP és SIMD utasítások o Egyciklusú MAC (32 x 32 + 64 -> 64) o Opcionális single precision FPU o Code compatibilis az M3-mal 1,27 / 1,55 / 1,95 DMIPS/MHz Architektúra o 3 fázisú pipeline elágazás becsléssel o 3x AHB-Lite Bus Interfész Energiatakarékos módok o Deep Sleep Mode, Wakeup IT o Power down opciók a FPU számára NVIC (1-240 IT és prioritás) Memory Protection Unit Debug & Trace BME-MIT 2018 17.

Cortex-M4 utasításkészlet bővülés BME-MIT 2018 18.

SIMD (Single Instruction Multiple Data) Több adaton ugyanaz az utasítás egy ciklus alatt Tömörített adathasználati lehetőség BME-MIT 2018 19.

Egyciklusú MAC utasítások BME-MIT 2018 20.

Cortex-M4 utasításkészlet BME-MIT 2018 21.

Cortex-M4 FIR szűrő DSP-n assembly kódban 1 ciklus Cortex-M4 standard C kóddal 12 ciklus Cirkuláris címzés használatával ugrások számának csökkentésével assembly-ben kb. 6 ciklus SIMD utasítások használatával kb. 2-3 ciklus (16-bit-es adaton) Köztes változók cash-elésével 1,5-2 ciklus Hasonló hatékonyságú mint egy normál DSP. BME-MIT 2018 22.

Cortex-M3, M4 összehasonlítás: 16 bites funkciók BME-MIT 2018 23.

Lebegőpontos egység képességei IEEE 754 standard kompatibilis Képességek Összeadás, kivonás, szorzás, osztás, MAC, gyökvonás BME-MIT 2018 24.

CMSIS DSP library DSP Library támogatás o Alap matematikai műveletek: vektorműveletek o Gyors matematikai műveletek: sin, cos, sqrt stb. o Interpoláció: linear, bilinear o Complex math: Statisztikák: max, min, RMS stb. Szűrés: IIR, FIR, LMS stb. Transzformációk: FFT Mátrixműveletek PID szabályozás BME-MIT 2018 25.

ARM Cortex-M7 BME-MIT 2018 26.

ARMv7-M architektúra Beépített lebegőpontos egység 6 állapotú pipeline o superscalar o branch prediction 2,14 3,23 DMIPS/MHz 0 64 kb 2 utas utasítás cache 0 64kB 4 utas adat cache 8 vagy 16 tartományú MPU ECC Error correcting code Lock-step lehetőség Cortex-M7 BME-MIT 2018 27.

M7 utasításkészlet BME-MIT 2018 28.

M7 pipeline 6 állapotú superscalar pipeline o duplázott shifter, ALU o Egy MAC o Egy floating point pipe BME-MIT 2018 29.

Tightly-coupled memory (TCM) Kis késleltetésű memória, amit a cache kiszámíthatatlansága nélkül lehet használni. 16 Mbyte-nyi memóriát támogat mind az utasítás-, mind az adatoldalon (utasítás 64 bites, adat 2x32 bites). BME-MIT 2018 30.

Teljesítmény-összehasonlítás BME-MIT 2018 31.

DSP funkcionalitás Kétszeres átlagos teljesítmény a Cortex-M4-hez képest CMSIS library támogatás BME-MIT 2018 32.

Piacon kapható mikrovezérlők BME-MIT 2018 33.

NXP portfolió BME-MIT 2018 34.

NXP portfolió BME-MIT 2018 35.

ST portfolió BME-MIT 2018 36.

Érdekesség BME-MIT 2018 37.

Az LPC4300 család Cortex-M4 alapú Digital Signal Controller Cortex-M0 Alrendszer a perifériafunkciókra max. 1 MB Flash o Kétbankos Flash Max. 200 kbyte SRAM High speed USB Pin kompatibilis az M3 sorozattal További tulajdonságok o 10/100 Ethernet MAC o LCD panel controller (max. 1024H 768V) o 2x10-bit ADC és 10-bit DAC at 400 ksps o 8 csatornás DMA vezérlő o Motor Control PWM, Quadrature Encoder o 4x UARTs, 2x I2C, I2S, CAN 2.0B, 2x SSP/SPI BME-MIT 2018 38.

LPC4300 belső felépítése BME-MIT 2018 39.

Cortex-M4, Cortex-M0 együtt Szeparálható a feldolgozás és a real-time vezérlés Külön NVIC Osztott memóriarendszeren keresztüli kommunikáció BME-MIT 2018 40.

Cortex-M0, M4 együttes használat; példa: audio feldolgozás Cortex-M0: perifériakezelés: I2S, USB Cortex-M4: teljes teljesítménnyel feldolgozás BME-MIT 2018 41.

Motorvezérlés példa Cortex-M4: Motor control Field Oriented Control (FOC) Cortex-M0: CAN parancs feldolgozás BME-MIT 2018 42.

LPC4300 memória Flash Két 512K byte-os flash memóriablokk o Lehet összefüggő 1 Mbyte-os blokként használni. 256 bites memóriavezérlő o 150 MHz BME-MIT 2018 43.

Max. 256 KB SRAM Sok blokkra osztva o párhuzamos DMA o két core működés LPC4300 memória SRAM BME-MIT 2018 44.