. : New eShop! - Mobilní verze - Pandatron.cz - Pandatron.sk - Diskuzní fórum - Zakázkový vývoj : .
 
Úvod do architektury Cortex-M3 - díl. 2
26. února 2010 - 9:01 | Pandatron | Úvod do architektury Cortex-M3 - díl. 2 | Komentářů: 2  

Úvod do architektury Cortex-M3 - díl. 2

Rodina procesorů založených na architektuře ARM Cortex poskytuje potřebné zdroje k řešení i náročných průmyslových, automobilových, bezdrátových a mnoha dalších technologií.

Procesory založené na architektuře Cortex-M3 jsou v podstatě hierarchickou skupinou. Obsahují základní CM3Core rozšířené periferie, obsahující mechanismy pro řízení přerušení, ochranu a přístup k paměti a mnoho dalších. Tento soubor je do značné míry volně konfigurovatelný, což umožňuje snadné použití procesoru pro skutečně širokou škálu úkolů, které většinou plně uspokojí veškeré požadavky. Jádro Cortex-M3 a jeho začlenění do zbylé architektury (obr. 1) jsou navrženy pro splnění všech požadavků a zároveň minimalizaci požadované velikosti paměti, spotřeby energie apod.


Obr .1: Blokový diagram obvodu s jádrem ARM Cortex M3

Jádro Cortex-M3 je založeno na architektuře, vzniklé na Harvardově univerzitě. To je hlavní rozdíl od ostatních ARM procesorů typu von Neuman, který spočívá v oddělené instrukční a datové sběrnici. Při vykonávání povelů čte procesor data i instrukce zároveň a díky zřetězení je schopen vykonávat i několik operací současně. Tím je samozřejmě dosaženo vyššího výkonu systému.

Tří-stupňový pipeline vykonává naráz v jediném hodinovém cyklu následující operace:

  • Fetch - vyzvednutí z pamětí instrukce č.3
  • Decode - dekódování instrukce č.2
  • Execute - zpracování nejstarší instrukce č.1

Uvedený způsob spolu se základní schopností predikce vede ke značnému zrychlení vykonávání instrukcí v porovnání s jinými architekturami. Je-li tak již při načítání instrukcí z paměti známo místo pokračování kódu, není potřeba čekat na vykonání skokové instrukce a do zásobníku je možné ihned začít číst data z vyžadované oblasti. To dále snižuje zbytečné prostoje a urychluje přísun dat výkonnému jádru.

Procesorové jádro Cortex-M3 obsahuje dekodér pro standardní instrukce a instrukce Thumb-2. Ty přinášejí mnohem lepší využití dostupných prostředků, především paměti, řídicí logiky, rozhraní a ALU s podporou hardwarového násobení a dělení.

Použitá architektura procesoru Cortex-M3 je 32-bitová s 32-bitovou datovou sběrnicí, pomocnými registry a periferiemi a pamětí. Jádro obsahuje celkem 13 registrů pro všeobecné použití, dva ukazatele zásobníku, registr vazby, programový čítač, stav rejstříku a sadu speciálních registrů.

Z pohledu režimu provozu podporuje procesor Cortex-M3 dva pracovní režimy. Thread a Handler, stejně jako dvě úrovně přístupu ke kódu (privilegované a bez privilegií), umožňují snadno vytvářet i složité struktury a to bez ztráty kvality. Neprivilegovaná úroveň přístupu omezuje nebo zcela eliminuje přístup a použití některých zdrojů, jako jsou kupříkladu určité paměťové oblasti apod. Režim vlákna, tedy Thread je standardní pracovní režim, podporující distribuci úrovní přístupu. Režim Handler je využíván pouze omezeně, v opodstatněných případech, kdy celý kód získá privilegovanou úroveň přístupu.

V další části seriálu Úvodu do architektury Cortex M3 se zaměříme na princip alokace paměti a práce s bity v instrukční sadě Thumb-2, včetně porovnání s konvenčním přístupem ze starší instrukční sady. Dále si přiblížíme práci řadiče přerušení, ochranu paměti a další.

Použitá literatura:
Stellaris® ARM® Cortex™-M3 Microcontrollers
SAM3U Series: 96 MHz Cortex-M3 Flash MCU with High-Speed USB








GooglePlus1 FaceBook Twitter del.icio.us DiGG Google StumbleUpon Google Buzz Email RSS PDF Tisk

Komentáře (2):

Zobrazit starší 30 dnů (2)...

host
2. Dne 03. 03. 2010 v 16:29 zaslal host
Bez titulku
Taky přidávám hlas a jen tak dál. Jen by nebylo špatné postupně uvést i nějaké praktické příklady a tak.


Název příspěvku: Vaše jméno: host
                 
  Zakázat formátování [Zakáže kódování a nahrazování smajlíky.]
Připojit soubory
reklama:
Vývojový kit MEGA328
Nejvýkonnější varianta univerzálního a bohatě vybaveného vývojového kitu s obvodem ATmega328 společnosti ATMEL je vhodná jak pro začátečníky, tak i profesionály.
Skladem od 795 Kč

Informace uvedené v článcích jsou platné v době jejich vydání a samotné články jsou určeny pouze jako zdroj informací. Autor článku ani správce webu nenesou žádnou zodpovědnost za případné újmy na majetku a zdraví. Názvy společností a výrobků, loga a další multimediální materiál mohou být ochrannými známkami příslušných společností.
RSS kanály: | |
+420 723 846 377
info@pandatron.cz
Všechna práva vyhrazena | mobilní verze | © Copyright 2000 - 2016 ISSN 1803-6007