ARM Cortex -R - ARM Cortex-R

ARM Cortex-R
Obecná informace
Navrhl	ARM Holdings
Architektura a klasifikace
Instrukční sada	ARMv7-R, ARMv8-R , ; ARM (32-bit) , ; ARM (64-bit) , ; Thumb (16-bit)

ARM Cortex-R je řada 32-bit a 64-bitové RISC ARM procesorových jader s licencí od Arm Holdings . Jádra jsou optimalizována pro náročné aplikace v reálném čase a kritické pro bezpečnost . Jádra v této rodině implementují profil ARM Real-time (R), který je jedním ze tří profilů architektury, dalšími dvěma jsou profil Application (A) implementovaný rodinou Cortex-A a profil Microcontroller (M) implementovaný Rodina Cortex-M . 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

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

64bitové
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 tvrdé aplikace v reálném čase a kritické pro bezpečnost. Je podobný profilu A pro zpracování aplikací, ale přidává funkce, díky nimž je odolnější vůči chybám a vhodný pro použití v náročných aplikacích v reálném čase a kritických pro bezpečnost.

Mezi důležité funkce v reálném čase a bezpečnosti patří:

Pevně spojená paměť (bez mezipaměti s garantovanou rychlou dobou přístupu)
Vyšší zpracování výjimek v hardwaru
Pokyny k rozdělení hardwaru
Jednotka ochrany paměti (MPU)
Deterministické zpracování přerušení i rychlá nemaskovatelná přerušení
ECC na mezipaměti L1 a autobusech
Dvoujádrový blokovací krok pro odolnost proti chybám CPU

Architektura Armv8-R obsahuje funkce virtualizace podobné těm, které byly představeny v architektuře Armv7-A. Jsou k dispozici dvě fáze překladu na základě MPU, které umožňují izolovat více operačních systémů od sebe navzájem pod kontrolou hypervisoru.

Před R82, představeným 4. září 2020, rodina Cortex-R neměla jednotku pro správu paměti (MMU). Modely před R82 nemohly používat virtuální paměť , což je činilo nevhodnými pro mnoho aplikací, jako například plnohodnotný Linux . Mnoho operačních systémů v reálném čase (RTOS) s důrazem na úplnou kontrolu však tradičně považovalo nedostatek MMU za funkci, nikoli za chybu. Na R82 může být možné provozovat tradiční RTOS souběžně se stránkovaným OS, jako je Linux, kde Linux využívá MMU pro flexibilitu, zatímco RTOS uzamkne MMU do režimu přímého překladu na stránkách přiřazených k RTOS aby byla zachována plná předvídatelnost pro funkce v reálném čase.

Licence ARM

Společnost ARM Holdings nevyrábí ani neprodává CPU zařízení na základě vlastních návrhů, ale spíše licencuje základní návrhy zúčastněným stranám. ARM nabízí řadu licenčních podmínek, které se liší v ceně a v dodávkách. Všem držitelům licence poskytuje ARM integrovatelný popis hardwaru jádra ARM, kompletní sadu nástrojů pro vývoj softwaru a právo prodávat vyrobený silikon obsahující procesor ARM.

Přizpůsobení křemíku

Výrobci integrovaných zařízení (IDM) přijímají procesor ARM IP jako syntetizovatelný RTL (napsáno ve Verilogu ). V této podobě mají schopnost provádět optimalizace a rozšíření na úrovni architektury. To umožňuje výrobci dosáhnout vlastních cílů návrhu, jako je vyšší rychlost hodin, velmi nízká spotřeba energie, rozšíření sady instrukcí, optimalizace velikosti, podpora ladění atd. Chcete -li zjistit, které součásti byly zahrnuty do konkrétního čipu ARM CPU, obraťte se na datový list výrobce a související dokumentaci.

Aplikace

Cortex-R je vhodný pro použití v počítačem řízených systémech, kde je vyžadována velmi nízká latence a/nebo vysoká úroveň bezpečnosti. Příkladem tvrdé aplikace kritické pro bezpečnost v reálném čase by mohl být moderní elektronický brzdový systém v automobilu. Systém musí být nejen rychlý a citlivý na množství údajů ze senzorů, ale je také zodpovědný za bezpečnost lidí. Selhání takového systému může vést k vážnému zranění nebo ztrátě života.

Mezi další příklady tvrdých 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

externí odkazy

Oficiální dokumenty ARM Cortex-R

Oficiální webové stránky ARM Cortex-R

ARM jádro	Bitová šířka	Web ARM	Technický referenční manuál ARM	ARM Architecture Reference Manual
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	TBD	ARMv8-R

Migrace

jiný

CORTEX-R versus CORTEX-M

Languages

In other projects