arquitecturas arm

7/22/2019 Arquitecturas ARM

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ArquitecturaArquitecturaArquitecturaArquitecturassss yyyy

procesadores ARMprocesadores ARMprocesadores ARMprocesadores ARM

Las arquitecturas ARM que forman los procesadores,

tienen una gran importancia dentro del mundo de la

computacin debido a sus avances en cuanto a consumo y

rendimiento. Debido a las licencias que concede sobre sus

arquitecturas, ha crecido rpidamente casi copando el

mercado de los microcomputadores y electrnica de

consumo


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1/31 Arquitecturas y procesadores ARM

Antonio Snchez Perea

1.11.11.11.1 HistoriaHistoriaHistoriaHistoriaAcorn Computer fue el fabricante de los equipos Micro BBC [2],

que utilizaban un procesador MOS 6502. El nuevo proyecto de esta

empresa comenz en Octubre de 1983 donde se buscaba un procesador

con una arquitectura similar a la del MOS 6502, pero ms avanzada, para

hacer competencia al IBM PC lanzado en 1981. La eleccin de este

procesador es porque la empresa Acorn ya contaba con una extensa lnea

de ordenadores personales basados en este y as se conseguira que los

desarrolladores de software se sintieran cmodos en su trabajo.

El primer procesador ARM se fabric en abril de 1985, se bautiz

como ARM1, aunque slo fue una prueba y no se us comercialmente.

Para el mercado se cre el ARM2 en 1986. Su primer uso fue para losBBC Micro1. Este ARM2 destacaba por sus 32 bits de bus de datos, bus

de direcciones de 26 bits y 16 registros de 32 bits. Los 26 bits del bus de

direcciones limitaba la zona de memoria de programas a 64 MB (226).Los

6 bits restantes hasta 32 fueron utilizados como flags de estados.

Probablemente el ARM2 fue el procesador de 32 bits ms simple y

til del mundo, ya que slo contaba con 30.000 transistores (el Motorola

68000, tambin de los aos 80, deba su nombre al nmero de

transistores). Esta simplicidad en gran medida es debida a no tener

microcdigo ni memoria cach. Su sucesor, el ARM3, contaba con 4 KB

de memoria cach, que mejoraba bastante su rendimiento.

1 Serie de microcomputadores y perifricos fabricados por Acorn

Computers


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La empresa ARM comenz a trabajar con Apple y a principios de

1992 lanzaron el ARM6. Apple lo utiliz como base para su PDA Apple

Newton'. La empresa DEC licenci esta arquitectura y produjo el

StrongARM. Este ltimo procesador funcionaba a una frecuencia de

233Mhz y consuma slo 1 vatio.

Es considerado el primer procesador RISC fabricado

comercialmente. [1]

1.21.21.21.2 LicenciasLicenciasLicenciasLicenciasAcorn hizo sus arquitecturas licenciables, esto es, ellos venden el

ncleo de la arquitectura y con unos pocos cambios en el diseo se poda

construir microcontroladores o CPUs completas basadas en este. El gran

xito de esto radica en que con estos pequeos cambios se puedenrealizar en las ya existentes fbricas de semiconductores, con lo que la

nueva inversin econmica es mnima.

La implementacin que ms xito ha tenido ha sido la del

ARM7TDMI con cientos de millones de ventas.[1]

1.31.31.31.3 Ncleos ARMNcleos ARMNcleos ARMNcleos ARMA continuacin vamos a mostrar una tabla con los principales

ncleos licenciados por esta marca.


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FamiliaFamiliaFamiliaFamilia ArquitecturaArquitecturaArquitecturaArquitectura CaractersticasCaractersticasCaractersticasCaractersticas

ARM1 ARMv1 Primer ncleo fabricado.

ARM2 ARMv2 Agrega la instruccin MUL (Multiplicar)

ARMv2a Integra grficos y entrada/salida

ARM3 ARMv2a Primero en integrar memoria cach

ARM7 ARMv3 Elimina el bus del coprocesador matemtico

ARM7T

DMI

ARMv4T Pipeline de 3 etapas y cach

StrongA

RM

ARMv4 Pipeline de 5 etapas

Xscale ARMv5TE Pipeline de 7 etapas, instrucciones multimedia

MMX y MMX2

ARM11 ARMv6/T2/Z

K/K

Pipeline de 8 etapas y SIMD

Cortex-

A

ARMv7-A 1 a 4 ncleos, controladores de interrupciones

genrico, superescalar de 13 etapas

Cortex-

R

ARMv7-R Pipeline de 8 u 11 etapas (depende del ncleo)

con dual-core

ARMv6-M Perfil de microcontrolador (procesador +

memoria), hardware para multiplicacin

ARMv7-M Hardware para divisin y multiplicacin

Cortex-

M

ARMv7-ME


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En los siguientes puntos vamos a pasar a estudiar las familias de

procesadores ms recientes y usadas, por ello, vamos a empezar por la

ARM7 y ARM7TDMI (una mejora de la anterior). [1]

1.41.41.41.4 TecnologasTecnologasTecnologasTecnologasAntes de empezar a hablar de procesadores y sus usos, vamos a

definir algunas tecnologas propias que usan estos.

JTAGJTAGJTAGJTAG

JTAG (Joint Test Action Group) es un conjunto de tests de puertos de

acceso y escner de lmites de la arquitectura. Actualmente est

estandarizado como IEEE 1149.1 y se usa para casi todos los

procesadores y circuitos integrados con pines suficientes para realizar el

test.

Thumb/Thumb2Thumb/Thumb2Thumb/Thumb2Thumb/Thumb2

La tecnologa ThumbThumbThumbThumb es una extensin de la arquitectura ARM de 32 bits.

El conjunto de instrucciones Thumb cuenta con un subconjunto de las

funciones ms utilizadas del ARM de 32 bits que se han compromido en

cdigos de operacin de 16 bits. A la hora de la ejecucin, estas

instrucciones de 16 bits son descomprimidas transparentemente a

instrucciones de 32 bits en tiempo real sin prdida de rendimiento.

A la hora de desarrollar se pueden utilizar tanto instrucciones de 32 bits

como de 16 bits, siendo transparente para el programador.


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Para hacer posible esta tecnologa se utiliza un descompresor de

instrucciones Thumb.

La tecnologa Thumb2Thumb2Thumb2Thumb2 (sucedora de Thumb) optimiza el uso de memoria

(hasta un 31% menos), lo cul tambin reduce el precio del sistema. Por

otro lado aumenta el rendimiento hasta un 38%, disminuyendo el consumo

de energa (batera en dispositivos porttiles). Se ha de nombrar que se

trata de una tecnologa retrocompatible, es decir, todos los dispositivos

dotados de Thumb2 son compatibles con Thumb.[4] [5]

JazzeleJazzeleJazzeleJazzele

Es una tecnologa de ARM que es capaz de ejecutar cdigo

bytecode (cdigo intermedio de Java) sobre los ncleos de procesadores

que soporten Jazzele. Es multitarea y est optimizada para ser ejecutado

sobre los mismos sin ningn tipo de traduccin, es decir, directamente. [6]

TrustZoneTrustZoneTrustZoneTrustZone

Se trata de una tecnologa que da soporte a la seguridad, tanto en

pagos, gestin de derechos digitales (DRM), servicios Web y NFC.[17]


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1.51.51.51.5 ARM7/ARM7TDMIARM7/ARM7TDMIARM7/ARM7TDMIARM7/ARM7TDMITras la familia ARM6, que como caractersticas especiales tena sus 28

MIPS a 33Mhz, unidad de coma flotante, y bus para el coprocesador

externo, en ARM7 se introduce la tecnologa Thumb, que con cdigos de

instruccin de 16 bits poda realizar las funciones de un cdigo de 32 bits.

Tambin incluyen depurado JTAG.

Como todos sus predecesores, se basan en una arquitectura Von

Neumann, que recordemos consista en utilizar el mismo dispositivo para

memoria de instrucciones y de datos.

Figura 1.1:Figura 1.1:Figura 1.1:Figura 1.1: Esquema de Arquitectura Von Neumann.

Se introdujo en el mercado en 1994 y fue la arquitectura que hizo

de puerta de entrada al resto de procesadores ARM.


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Normalmente se habla de l a la vez que su sucesor, el

ARM7TDMI ya que este ltimo le ha dado toda la importancia que tiene.

ARM7 y ARM7TDMI se basan en arquitecturas distintas, ARMv3 y

ARMv4T, respectivamente, por eso no pueden englobarse dentro de la

misma familia.

Los procesadores de la familia ARM7 cuenta con una velocidad de

40Mhz y una memoria cach (tanto para instrucciones como para datos)

de 8KB.

Los de la familia ARM7TDMI va desde los 16.8Mhz hasta los

60Mhz, tambin con una memoria cach de 8KB. [1] [7]


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Figura 1.2:Figura 1.2:Figura 1.2:Figura 1.2: Diagrama de bloques de la arquitecturaARM7 [8]


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La figura 1.2 muestra las distintas partes de la arquitectura ARM7

y cmo se conectan entre ellas:

Instruction Decoder & Control LogicInstruction Decoder & Control LogicInstruction Decoder & Control LogicInstruction Decoder & Control Logic tiene la funcionalidad de

decodificar las instrucciones y mandar seales de control a otras partes

del procesador para la ejecucin de las instrucciones.

Address RegisterAddress RegisterAddress RegisterAddress Register es necesario para mantener las 32 direcciones

del bus de direcciones (A[31:0]).

Address IncrementerAddress IncrementerAddress IncrementerAddress Incrementer incrementa la direccin en 4 bytes y la

coloca para usarla en el bus de direcciones.

Register BankRegister BankRegister BankRegister Bank contiene los 31 registros de 32 bits y 6 registros

de estado.

Barrel ShifterBarrel ShifterBarrel ShifterBarrel Shifter se utiliza para cambiar entre buses de datos y

direcciones.

ALUALUALUALU unidad aritmtico lgica de 32 bits.

Write Data RegisterWrite Data RegisterWrite Data RegisterWrite Data Register desde aqu salen los datos que se escriben

en memoria.

Read Data RegisterRead Data RegisterRead Data RegisterRead Data Register, al contrario que WDR sirve para leer datos e

instrucciones de la memoria. El dato ledo se coloca aqu para su uso.

[8]

ARM7TDMIARM7TDMIARM7TDMIARM7TDMI es un procesador de 32 bits RISC (conjunto reducido

de instrucciones). Las siglas TDMI provienen de las siguientes tecnologas

que contiene:

T: Thumb, D: JTAG para depuracin, M: Instrucciones de

multiplicacin e I de ICEBreak.

En cuanto a sus especificaciones podemos decir que se dise

pensando en su posible uso en dispositivos mviles y aparatos de baja

potencia. Es capaz de procesar hasta 130 MIPS y como ya se ha


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comentado, la tecnologa ThumbThumbThumbThumb le proporciona la capacidad de trabajar

tanto con instrucciones de 32 como de 16 bits. [20]

1.5.11.5.11.5.11.5.1AplicacionesAplicacionesAplicacionesAplicaciones

Estas familias de procesadores han tenido usos variados, aqu

vamos a mostrar los ms llamativos:

Router D-Link modelo 604+. iPod. Juice Box: Videoconsola porttil fabricada por Mattel que contiene

un procesador Samsung con arquitectura ARM7TDMI a 66MHz.

La mayora de telfonos mviles Nokia. Nintendo DS(como coprocesador) y la Game Boy Advance. Los robots de limpieza Roombaserie 500, fabricados por iRobot. En dispositivos Perfect Pass: sistema de control de velocidad de

precisin usado en competiciones de esqu acutico y barcos.

Sistema de control de automviles. [20]

1.61.61.61.6 StrongARMStrongARMStrongARMStrongARM

Esta familia de procesadores fueron los sucesores del ARM7EJ yel ARM8, posteriores al ARM7TDMI.

El StrongARM utiliza la arquitectura ARMv4 licenciada por DEC

(Digital Equipment Corporation), el cual posteriormente fue vendido a Intel.


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Este procesador surgi de un proyecto entre DEC y ARM, para

crear el procesador ARM ms rpido hasta entonces.

Inicialmente, el objetivo de uso de este nuevo procesador eran los

PDA y los Set-top Box (Dispositivos para la recepcin y decodificacin de

televisin digital o analgica). [9]

Figura 1.3:Figura 1.3:Figura 1.3:Figura 1.3: Diagrama de bloques de los procesadoresStrongARM [18]

En la figura 1.3 se pueden apreciar los distintas partes del

procesador, del cul vamos a destacar las IMMU y DMMU por ser las ms

novedosas en esta versin. La IMMU y la DMMU (Instruction-Data Memory

Management Unit) son las unidades de gestin de memoria de

instrucciones y datos respectivamente. Cada unidad contiene 32 entradas

que pueden asociar pginas de 4KB, 64KB o 1 MB.[18]


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De esa familia de procesadores hubo varios modelos con

caractersticas distintas que se muestran a continuacin:

1.6.11.6.11.6.11.6.1SASASASA----110110110110

De este modelo de procesador se fabricaron dos versiones. La

primera se empez a comercializar en febrero de 1996 y contaba con una

velocidades de 100, 160 y 200Mhz. Una segunda versin se anunci en

septiembre de ese mismo ao (1996) y trabaja a unas frecuencias de 166

y 233MHz. Ambas contenan una memoria cach de 16KB.

Internamente funciona con un pipeline de 5 etapas que ejecuta las

instrucciones de manera ordenada. Contiene unos 2.5 millones de

transistores y externamente utiliza un encapsulado cuadrado de 20mm de

lado. [9]

1.6.21.6.21.6.21.6.2SASASASA----1100110011001100

Este nuevo procesador fue un derivado de su antecesor, el SA-

110. Fue anunciado por el licenciatario DEC en 1997 y su principal objetivo

de uso eran las PDA. Para ello se adapt la memoria cach y se redujo de16 a 8KB.

Se le aadieron controladores integrados para memoria, PCMCIA

y pantalla LCD a color. Intel fabric a mediados de 1998 un integrado

llamado SA-1101 que proporcionaba perifricos adicionales y puertos de


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E/S tales como salida de vdeo, PS/2, un controlador USB y uno PCMCIA

que sustituye al del SA-1100.

Posteriormente Intel compra el diseo del SA-1100 y con l la

planta de produccin de DEC en Massachusetts.

Al igual que su predecesor tambin tena unos 2.5 millones de

transistores y un encapsulado cuadrado.[9]

1.6.31.6.31.6.31.6.3SASASASA----1110111011101110

Este procesador tambin deriva del SA-110 y es desarrollado

ntegramente por Intel. Dispona de dos versiones, una a 133MHz y otra a

206Mhz. Se diferencia del SA-1100 por el soporte para SDRAM a 66MHz

y 103MHz para cada una de las frecuencias de procesador

respectivamente.

Fue utilizado en PDAs, como el iPAQ o el Jornada, de HP, el

Sharp SL serie 5000 y el Simputer, una PDA basada en Linux.[9]


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1.6.41.6.41.6.41.6.4SASASASA----1500150015001500

Tambin fue un derivado del SA-110, desarrollado pensando en

decodificadores y soportaba unas frecuencias de 200 a 300MHz. DEC slo

produjo algunas muestras e Intel nunca lo lleg a comercializar.[9]

1.71.71.71.7 ARM9TDMIARM9TDMIARM9TDMIARM9TDMIEsta familia de procesadores, al igual que la mayora de sus

predecesores, utiliza una arquitectura RISC de 32 bits. Es importante

comentarla porque ARM dio un salto en estas arquitecturas, de

procesadores basados en la arquitectura de Von Neumann a la

arquitectura Harvard, que recordemos que separaba memoria para datos y

para instrucciones (tambin las memorias cach), aunque la mayora

adoptaron un enfoque hbrido, combinando los dos buses (para datos e

instrucciones) y dos cachs con una memoria compartida.[3]

Alguna de sus mltiples aplicaciones son:

Cmaras digitales, como la Canon EOS 5D Mark II. Calculadora HP 50g a 90MHz Sistema Blue&Me de Fiat, usado para conectar sistemas del

usuario con el vehculo (mvil, msica, ). El circuito encargado de la conectividad WiFi de la PlayStation

Portable (PSP).

SmartPhones: HTC Wizard, LG Cookie, Nokia N-Gage, SonyEricsson series K, M y W.


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1.81.81.81.8 XscaleXscaleXscaleXscaleTras los procesadores ARM9TDMI surgieron el ARM9E y ARM10E

que usaban tambin la arquitectura ARMv5, pero la serie fuerte fueron los

procesadores XScale licenciados por Intel y Marvell.

Se basa en una arquitectura ARMv5TE y lo forman varias familias

que comentaremos ms abajo.

Esta arquitectura ejecuta instrucciones en 7 etapas y para la

ejecucin de instrucciones de memoria, 8 etapas. No contiene

instrucciones de punto flotante. Usa 2 memorias cach, una para

instrucciones y otra para datos, ambas de 32KB, aunque las ltimas

versiones de la arquitectura ya incorporan cach de segundo nivel de

512KB. Se considera el sucesor del StrongARM, del cual hemos hablado

anteriormente.

Todas las generaciones de procesadores con Xscale son de 32bits y usan tecnologas de 0.18m y de 0.13m.

Entre sus aplicaciones se pueden nombrar productos de

BlackBerry, Pocket PC de Dell (la gama Axim), la mayora de productos

Zire, Treo y Tungsten de Palm, el Motorola A780, la PDA Acer n50, el

Compaq iPaq 3900. Tambin se utiliz en ordenadores personales de

escritorio (el Iyonix PC) usando el sistema operativo RISC OS. Tambin se

usa en dispositivos porttiles como reproductores de vdeo y multimedia,

lectores de ebooks (Kindle de Amazon) y en sistemas empotrados

industriales. [10]

A continuacin diremos caractersticas de las distintas

generaciones de esta familia.


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PXAPXAPXAPXA

Esta serie de procesadores tuvo diversos usos, aunque

especialmente fue para mviles y tambin para PDAs, ya que eran

capaces de codificar vdeo mediante hardware.

Las frecuencias de trabajo son muy variadas, desde 133MHz a

1.25GHz, pasando por 200, 300, 400 y 624MHz entre otras.

Aparte del diseo, que ya est centrado en la necesidad de

ahorrar energa, incorpora mecanismos para reducir el consumo cuando

no se est utilizando el microprocesador.

Algunos modelos de la serie PXA27 tienen memoria flash y RAM

incluida (hasta 64MB)

En cuanto los procesos de fabricacin, reducen la distancia de los

transistores a 130nm, 65nm y hasta 45nm, dependiendo del modelo.

Uno de los ltimos modelos, el PXA940, aunque se sabe muy

poco de l, es usado para la BlackBerry Torch 9800 y est construido con

una tecnologa de 45nm.

Como ltima curiosidad, Intel vendi la familia PXA a Marvell en

Junio de 2006.[10]


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Trabaja a una frecuencia de 1GHz, soporta hasta 512MB de

memoria DDR2, tiene un coprocesador grfico integrado para 2D y 3D,

aceleracin hardware para cifrar y descrifrar (seguridad), 11 GPIO

(General Purpose Input Output) y muchas cosas ms.

Figura 1.4:Figura 1.4:Figura 1.4:Figura 1.4: Diagrama de procesador Intel 2110basado en XScale CE

En la figura 1.4 se pueden ver casi todas las caractersticas de este tipo de

procesador, que como vemos, ya est muy influenciado por las licencias

que Intel tiene sobre los ncleos ARM. [21]

El resto de informacin acerca de este procesador se puede encontrar en

la referencia.


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1.91.91.91.9 ARM11ARM11ARM11ARM11Esta familia de procesadores ya utilizan la arquitectura ARMv6 en

la que se incluye instrucciones SIMD (Single Instruction, Multiple Data)

para procesamiento multimedia, soporte multiprocesador y una nueva

arquitectura cach. Los primeros procesadores de esta clase fueron

introducidos a finales de 2002. [22]

Con respecto a los procesadores de la familia 9 introduce varias

mejoras:

Instrucciones sobre mltiples datos para uso multimedia (como seha dicho antes), y mejora la velocidad de procesamiento de video

y audio del MPGE-4.

Memoria no alineada y aadido el formato mltiple (tanto little-endian como big-endian).

La temperatura del procesador se ha mejorado, evitandoproblemas de sobrecalentamiento.

El pipeline aumenta de 5 (que tena ARM9) a 8. Finalizacin de instrucciones desordenada. Prediccin dinmica de saltos (XScale ya lo soportaba). Paralelismo en carga y almacenamiento de memoria.

Como curiosidad, y una utilidad encontrada a ltima hora, un

desarrollador, David Braben, ha conseguido introducir en un espacio

reducido (algo similar a un pen drive), un procesador ARM11 a 700MHz

con 128MB de RAM e instalarle un sistema operativo basado en

GNU/Linux.[19]


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1.9.11.9.11.9.11.9.1ProductosProductosProductosProductos

Los procesadores basados en esta arquitectura son sobre todo

usados en telefona mvil y dispositivos porttiles.

Actualmente la Nintendo 3DS est formada por dos procesadores

ARM11 a 266MHz (Figura 1.5), y respaldado por una GPU a 200MHz

PICA200, propia de Nintendo.[11]

Figura 1.5:Figura 1.5:Figura 1.5:Figura 1.5: Nintendo 3DS. Procesadores a 266MHz.[12]


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Por otro lado lado estn los telfonos mviles y smartphones. Nos

encontramos con marcas como GeeksPhone, start-up espaola del 2009

dedicada a la creacin de smatphones. Por ahora tiene dos modelos, el

One y el Zero, y ambos utilizan un procesador basado en la arquitectura

ARM11.

HTC tambin apuesta por esta arquitectura, basando muchos de

sus modelos, como el Aria, Dream, Wildfire, Hero, Magic, Legend, Touch,

y el TyTN II.

Apple lo us para los modelos 2G y 3G de su telfono, el iPhone,

aunque para las nuevas versiones ya apuesta por una arquitectura propia.

El iPod Touch (1G y 2G) tambin lo utiliza.

Los lectores de libros electrnicos de Amazon, Kindle, en todas

sus versiones.

Adems de marcas como LG, Motorola, Nokia en casi todos los

modelos que funcionan bajo Symbian S60 de 3 y 4 generacin,

Samsung, Sony Ericsson, Microsoft en sus telfonos Kin One y Zune HD,

hasta la empresa Zeebo para marcos digitales y una consola de

videojuegos del mismo nombre. [22]


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1.101.101.101.10CortexCortexCortexCortex----A/R/MA/R/MA/R/MA/R/MLos procesadores Cortex estn diseados para un amplio rango

de usos, desde decodificadores de televisin hasta smartphones pasando

por automviles, porttiles, disco duros, impresoras, cmaras de fotos,

sistemas empotrados... A continuacin vamos a ver algunas de las

caractersticas ms importantes de ellos detalladamente.

CortexCortexCortexCortex----AAAA

Esta gama est formada por las arquitecturas A5, A8, A9 y A15 y

aunque cada una de ellas tiene unas caractersticascaractersticascaractersticascaractersticas particulares, vamos a

comentarlas globalmente:

Se trata de procesadores de 32 bits, con un pipeline de 13 etapas,

capaz de soportar varios ncleos (hasta 4) y con una prediccin de saltos

bastante acertada, por lo que no suele perder ciclos de CPU y todo ello

con un conjunto de instrucciones RISC.

En cuanto al soporte multimedia dispone de operaciones sobre

enteros y sobre nmero de punto flotante, adems de la tecnologa Jazelle

que ya comentamos anteriormente.

Tiene un nuevo sistema de acceso a memoria que reduce a 1 o 2

ciclos el acceso a memoria cach, con cargas y escrituras en memoriaprincipal con varias etapas y memorias de nivel 1 y 2 integradas.


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Figura 1.6:Figura 1.6:Figura 1.6:Figura 1.6: Arquitectura Cortex-A5

Las interfaz inferior de la figura 1.6 llamada AMBA 3 AXIAMBA 3 AXIAMBA 3 AXIAMBA 3 AXI trata de

conectar los diferentes ncleos (en caso de que haya ms de 1) y sus

entradas/salidas a memoria para que a vista de los dems procesadores,

haya slo una, es decir, conecta un ncleo con todos los dems y con

memoria principal.

El mdulo marcado como Prefetch UnitPrefetch UnitPrefetch UnitPrefetch Unit se encarga de captar las

instrucciones de memoria (o de cach en caso de que se encuentren en

esta), adems de detectar las instrucciones ThumbThumbThumbThumb y pasarlas a

instrucciones comprensibles para la CPU.

Como dato curioso decir que el procesador Cortex-A5 es el ms

pequeo de la serie Cortex-A. [14]


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CortexCortexCortexCortex----RRRR

La serie R de Cortex est ms centrada en el uso de aplicaciones

de tiempo real, normalmente para sistemas embebidos con ciertas

restricciones en el tiempo de respuesta.

De esta gama existen los ncleos R4, R5 y R7.

Las caractersticascaractersticascaractersticascaractersticas se pueden resumir en las siguientes:

Altas frecuencias de reloj (cerca de 1GHz) y una arquitectura muysegmentada para conseguir un alto rendimiento.

Pre-captado de instrucciones, prediccin de saltos y ejecucinsuperescalar.

Divisiones por hardware y varias unidades de coma flotante, paraevitar que varias instrucciones entren en conflicto por la necesidad

de usarla.

Compatibilidad de binarios con algunas de los procesadores de lasfamilias ARM7TDMI, ARM9 y ARM11.

Memoria principal altamente acoplada con el procesador, paraevitar prdidas de tiempo en carga.

Procesadores deterministas. Con ello se consigue cumplir losobjetivos de tiempo real.

Relacin precio/eficiencia: su bajo precio y su bajo consumo deenerga la han hecho una arquitectura muy interesante para

muchos fines.

Algunos de sus usosusosusosusos son en:

Unidades de disco duro: para controlar las altas velocidades demovimiento del sistema de rotacin de disco y colocacin del

cabezal y los canales de lectura y escritura con tasas de

transferencia muy alta.


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En la figura 1.7 podemos ver las diferencias entre los distintos

tipos dentro de la gama M, siendo el M1 una FPGA y el M4 a un

procesador de alto rendimiento.

Para ver las diferencias ms claramente podemos ver la siguiente tabla:

Cortex-M0 Cortex-M3 Cortex-M4

Aplicaciones de 8 y

16 bits

Aplicaciones de 16 y

32 bits

Aplicaciones de 32 bits

Las caractersticascaractersticascaractersticascaractersticas ms destacables son:

CPU de 32 bits con juego de instrucciones RISC. Escalar de 3 etapas. Modo de bajo consumo integrado. Rutinas de interrupcin de servicio en C (no en ensamblador). Modo de depuracin. Soporte para mltiples procesadores. Seguimiento de ejecucin en tiempo real.[16]

1.111.111.111.11AnotacionesAnotacionesAnotacionesAnotacionesLa referencia [13] se ha utilizado a lo largo de todo el documento,

por eso es difcil situarla.


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