ARM Cortex -R - ARM Cortex-R

ARM Cortex-R

Generell informasjon
Designet av	ARM Holdings
Arkitektur og klassifisering
Instruksjonssett	ARMv7-R, ARMv8-R , ARM (32-bit) , ARM (64-bit) , Tommel (16-bit)

Den ARM Cortex-R er en familie av 32-bit og 64-bit RISC ARM prosessorkjerner lisensiert av Arm Holdings . Kjernene er optimalisert for harde sanntids- og sikkerhetskritiske applikasjoner. Kjerner i denne familien implementerer ARM sanntid (R) -profilen, som er en av tre arkitekturprofiler, de to andre er applikasjons (A) -profilen implementert av Cortex-A- familien og Microcontroller (M) -profilen implementert av Cortex-M familie. ARM Cortex-R-familien av mikroprosessorer består for tiden av ARM Cortex-R4 (F), ARM Cortex-R5 (F), ARM Cortex-R7 (F), ARM Cortex-R8 (F), ARM Cortex-R52 (F) og ARM Cortex-R82 (F).

Oversikt

32-bit
År	Kjerne
2011	Cortex-R4 (F)
2011	Cortex-R5 (F)
2011	Cortex-R7 (F)
2016	Cortex-R8 (F)
2016	Cortex-R52 (F)

64-bit
År	Kjerne
2020	Cortex-R82 (F)

ARM Cortex-R er en familie av ARM-kjerner som implementerer R-profilen til ARM-arkitekturen; denne profilen er designet for høyytelse i sanntid og sikkerhetskritiske applikasjoner. Den ligner A-profilen for applikasjonsbehandling, men legger til funksjoner som gjør den mer feiltolerant og egnet for bruk i harde sanntids- og sikkerhetskritiske applikasjoner.

Sanntid og sikkerhetskritiske funksjoner som er lagt til inkluderer:

• Tett koblet minne (ubufret minne med garantert rask tilgangstid)
• Økt unntaksbehandling i maskinvare
• Instruksjoner for maskinvareinndeling
• Minnebeskyttelsesenhet (MPU)
• Deterministisk avbruddshåndtering samt raske, ikke-maskerbare avbrudd
• ECC på L1 -cache og busser
• Dual-core lockstep for CPU feiltoleranse

Armv8-R-arkitekturen inkluderer virtualiseringsfunksjoner som ligner de som ble introdusert i Armv7-A-arkitekturen. To stadier av MPU-basert oversettelse er gitt for å gjøre det mulig å isolere flere operativsystemer fra hverandre under kontroll av en hypervisor.

Før R82, som ble introdusert 4. september 2020, hadde Cortex-R-familien ikke en minnestyringsenhet (MMU). Modeller før R82 kunne ikke bruke virtuelt minne , noe som gjorde dem uegnet for mange applikasjoner, for eksempel Linux med alle funksjoner . Imidlertid har mange sanntidsoperativsystemer (RTOS), med vekt på total kontroll, tradisjonelt sett på mangelen på en MMU som en funksjon, ikke en feil. På R82 kan det være mulig å kjøre en tradisjonell RTOS parallelt med et sidet operativsystem som Linux, der Linux utnytter MMU for fleksibilitet, mens RTOS låser MMU i en direkte oversettelsesmodus på sider som er tilordnet RTOS for å beholde full forutsigbarhet for sanntidsfunksjoner.

ARM -lisens

ARM Holdings verken produserer eller selger CPU -enheter basert på sine egne design, men lisenser heller kjernedesignene til interesserte parter. ARM tilbyr en rekke lisensvilkår, varierende i kostnader og leveranser. Til alle lisenshavere gir ARM en integrerbar maskinvarebeskrivelse av ARM -kjernen, samt et komplett programvareutviklingsverktøysett og retten til å selge produsert silisium som inneholder ARM CPU.

Tilpasning av silisium

Integrerte enhetsprodusenter (IDM) mottar ARM -prosessor -IP som syntetiserbar RTL (skrevet i Verilog ). I dette skjemaet har de muligheten til å utføre arkitektoniske nivåoptimaliseringer og utvidelser. Dette gjør at produsenten kan oppnå tilpassede designmål, for eksempel høyere klokkehastighet, veldig lavt strømforbruk, utvidelser av instruksjonssett, optimaliseringer for størrelse, feilsøkingsstøtte, etc. For å finne ut hvilke komponenter som er inkludert i en bestemt ARM CPU -brikke, se produsentens datablad og tilhørende dokumentasjon.

applikasjoner

Cortex-R er egnet for bruk i datastyrte systemer der det kreves svært lav ventetid og/eller et høyt sikkerhetsnivå. Et eksempel på en sikkerhetskritisk applikasjon i sanntid vil være et moderne elektronisk bremsesystem i en bil. Systemet trenger ikke bare å være raskt og lydhør for en mengde sensordatainndata, men er også ansvarlig for menneskelig sikkerhet. Svikt i et slikt system kan føre til alvorlig personskade eller tap av liv.

Andre eksempler på harde sanntids- og/eller sikkerhetskritiske applikasjoner inkluderer:

• Medisinsk enhet
• Programmerbar logisk kontroller (PLC)
• Elektroniske kontrollenheter (ECU) for en rekke bruksområder
• Robotikk
• Avionikk
• Bevegelseskontroll

Se også

• Liste over ARM Cortex-M utviklingsverktøy
• ARM -arkitektur
• Liste over ARM -arkitekturer og kjerner
• JTAG , SWD
• Avbryt , Avbryt behandler
• Sanntidsoperativsystem , sammenligning av sanntidsoperativsystemer

Referanser

Eksterne linker

ARM Cortex-R offisielle dokumenter

• ARM Cortex-R offisielle nettsted

ARM Core	bit Bredde	ARM -nettsted	ARM teknisk referansehåndbok	ARM Architecture Reference Manual
Cortex-R4 (F)	32	Lenke	Lenke	ARMv7-R
Cortex-R5 (F)	32	Lenke	Lenke	ARMv7-R
Cortex-R7 (F)	32	Lenke	Lenke	ARMv7-R
Cortex-R8 (F)	32	Lenke	Lenke	ARMv7-R
Cortex-R52 (F)	32	Lenke	Lenke	ARMv8 ARMv8-R
Cortex-R82 (F)	64	Lenke	TBD	ARMv8-R

Migrerer

• Migrering fra MIPS til ARM - arm.com
• Migrering fra PPC til ARM - arm.com
• Migrering fra IA-32 (x86-32) til ARM-arm.com

Annen

• CORTEX-R kontra CORTEX-M