Đang tải... (xem toàn văn)
GIỚI THIỆU VỀ VI XỬ LÝ ARM
Nhóm 1 HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG KHOA: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ 2 GIỚI THIỆU VỀ VI XỬ LÝ ARM www.ptit.edu.vn ĐỀ TÀI: KIT ARM GIẢNG VIÊN: THS. PHẠM THẾ DUY BỘ MÔN: ĐIỀU KHIỂN VÀ XỬ LÝ TÍN HIỆU Trang: 2 NỘI DUNG BÁO CÁO • PHẦN 1: GIỚI THIỆU HỌ VI XỬ LÝ ARM • PHẦN 2: VI XỬ LÝ ARM7TDMI • PHẦN 3: VI ĐIỀU KHIỂN AT91SAM7S256 www.ptit.edu.vn ĐỀ TÀI: KIT ARM GIẢNG VIÊN: THS. PHẠM THẾ DUY BỘ MÔN: ĐIỀU KHIỂN VÀ XỬ LÝ TÍN HIỆU Trang: 3 NỘI DUNG BÁO CÁO • PHẦN 1: GIỚI THIỆU HỌ VI XỬ LÝ ARM • PHẦN 2: VI XỬ LÝ ARM7TDMI • PHẦN 3: VI ĐIỀU KHIỂN AT91SAM7S256 www.ptit.edu.vn ĐỀ TÀI: KIT ARM GIẢNG VIÊN: THS. PHẠM THẾ DUY BỘ MÔN: ĐIỀU KHIỂN VÀ XỬ LÝ TÍN HIỆU Trang: 4 NỘI DUNG BÁO CÁO • PHẦN 1: GIỚI THIỆU HỌ VI XỬ LÝ ARM – Giới thiệu chung về họ vi xử lý ARM – Các thế hệ vi xử lý ARM www.ptit.edu.vn ĐỀ TÀI: KIT ARM GIẢNG VIÊN: THS. PHẠM THẾ DUY BỘ MÔN: ĐIỀU KHIỂN VÀ XỬ LÝ TÍN HIỆU Trang: 5 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HỌ VI XỬ LÝ ARM • ARM (Acorn RISC Machine sau là Advantage RISC Machine) là cấu trúc vi xử lý 32-bit kiểu RISC được sử dụng rộng rãi trong các thiết kế nhúng. • Do đặc điểm tiết kiệm năng lượng, các CPU ARM chiếm ưu thế trong các sản phẩm điện tử di động. • Ngày nay, hơn 75% CPU nhúng 32-bit là thuộc họ ARM, điều này khiến ARM trở thành cấu trúc 32-bit được sản xuất nhiều nhất trên thế giới. • CPU ARM được tìm thấy khắp nơi trong các sản phẩm thương mại điện tử, từ thiết bị cầm tay (PDA, điện thoại di động, máy đa phương tiện, máy trò chơi cầm tay, và máy tính cầm tay) cho đến các thiết bị ngoại vi máy tính (ổ đĩa cứng, bộ định tuyến để bàn). www.ptit.edu.vn ĐỀ TÀI: KIT ARM GIẢNG VIÊN: THS. PHẠM THẾ DUY BỘ MÔN: ĐIỀU KHIỂN VÀ XỬ LÝ TÍN HIỆU Trang: 6 • Nếu cầm bất kỳ chiếc điện thoại nào lên thì có tới 95% chắc chắn là nó chứa ít nhất một vi xử lý ARM. • Nếu điện thoại đó được sản xuất trong vòng năm năm qua thì khả năng đó là 100%. • Điều này cũng đúng với các thiết bị cầm tay khác. • Chưa kể chip ARM xuất hiện trong vô số thiết bị khác như router không dây; máy in; thiết bị GPS … GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HỌ VI XỬ LÝ ARM www.ptit.edu.vn ĐỀ TÀI: KIT ARM GIẢNG VIÊN: THS. PHẠM THẾ DUY BỘ MÔN: ĐIỀU KHIỂN VÀ XỬ LÝ TÍN HIỆU Trang: 7 • 2003, Intel mới bán được chip x86 thứ 1 tỉ. • Đối thủ sát sườn của Intel trong thế giới PC là AMD mới cán mốc chip thứ 500 triệu vào năm nay. • Trong khi đó, ARM chỉ riêng trong năm 2009, bán được 2,8 tỉ vi xử lý, nghĩa là bán được 90 chip mỗi giây. • Tính tổng, có hơn 10 tỉ vi xử lý ARM đã có mặt trong các thiết bị số hiện nay. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HỌ VI XỬ LÝ ARM www.ptit.edu.vn ĐỀ TÀI: KIT ARM GIẢNG VIÊN: THS. PHẠM THẾ DUY BỘ MÔN: ĐIỀU KHIỂN VÀ XỬ LÝ TÍN HIỆU Trang: 8 • ARM không có nhà máy sản xuất và không bán chip nào dưới thương hiệu của họ. Thay vào đó, họ cấp phép thiết kế lõi CPU cho hơn 200 nhà sản xuất bán dẫn trên khắp thế giới, như Marvell Qualcomm, Texas Instruments, … • Mỗi hãng khi nhận giấy phép này đều tự do đóng gói công nghệ ARM với những chỉnh sửa tùy ý để cho ra sản phẩm của riêng họ, tiếp thị dưới thương hiệu của riêng họ. • Ví dụ, CPU trong iPhone 3GS được bán dưới thương hiệu Samsung S5PC100, nhưng bên trong đó là lõi ARM Cortex A8 600MHz, liên kết với công nghệ xử lý đa phương tiện, tín hiệu, đồ họa của riêng Samsung. • Chip Hummingbird 1GHz của Samsung cũng dựa trên nền tảng Cortex A8 này và thêm các tính năng hỗ trợ đồ họa 3D, quay video Full-HD GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HỌ VI XỬ LÝ ARM www.ptit.edu.vn ĐỀ TÀI: KIT ARM GIẢNG VIÊN: THS. PHẠM THẾ DUY BỘ MÔN: ĐIỀU KHIỂN VÀ XỬ LÝ TÍN HIỆU Trang: 9 • Ngay cả Intel cũng thiết kế và quảng bá chip dựa trên lõi của ARM trong vài năm dưới thương hiệu XScale. • Có thể tìm thấy vi xử lý XScale trong thiết bị BlackBerry series 8000. • Nhưng sau đó Intel bán bộ phận XScale cho Marvell vào năm 2006 với lý do nó không đem lại lợi nhuận. Hai năm sau họ cho ra đời chip Atom. • Atom được Intel thiết kế từ đầu để có thể hoạt động tốt ở điện áp cực thấp. Dù vậy, các mẫu Atom đời đầu vẫn ngốn khá nhiều pin của smartphone. May mắn là khi thâm nhập vào netbook, Atom phát triển như tên lửa. • Nhưng khi thị trường netbook bắt đầu bão hoà, họ phải tính kế khác. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HỌ VI XỬ LÝ ARM www.ptit.edu.vn ĐỀ TÀI: KIT ARM GIẢNG VIÊN: THS. PHẠM THẾ DUY BỘ MÔN: ĐIỀU KHIỂN VÀ XỬ LÝ TÍN HIỆU Trang: 10 • Medfield là một phiên bản Atom khác vừa được Intel phát triển, nhỏ tới mức có thể hoạt động ở mức điện áp rất thấp và có thể ứng dụng được trong vô số sản phẩm điện tử tiêu dùng. • Có một điều khá thú vị là dường như Intel bắt đầu làm theo cách thức của ARM khi cho phép công ty bán dẫn TSMC (Đài Loan) phát triển các sản phẩm SoC (System On Chip) tùy ý dựa trên lõi Atom của họ. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HỌ VI XỬ LÝ ARM [...]... cho chính họ một sản phẩm chức năng cao gọi tên là Xscale CÁC THẾ HỆ VI XỬ LÝ ARM CÁC THẾ HỆ VI XỬ LÝ ARM CÁC THẾ HỆ VI XỬ LÝ ARM CÁC THẾ HỆ VI XỬ LÝ ARM CÁC THẾ HỆ VI XỬ LÝ ARM CÁC THẾ HỆ VI XỬ LÝ ARM CÁC THẾ HỆ VI XỬ LÝ ARM CÁC THẾ HỆ VI XỬ LÝ ARM • Một số công ty được cấp bản quyền ARM như sau: – – – – – – – – – – Motorola IBM Texas Instruments Nintendo... 1: GIỚI THIỆU HỌ VI XỬ LÝ ARM PHẦN 2: VI XỬ LÝ ARM7 TDMI PHẦN 3: VI ĐIỀU KHIỂN AT91SAM7S256 PHẦN 4: PHẦN CỨNG KIT AT91SAM7S256 PHẦN 5: CÁC CHƯƠNG TRÌNH MẦU KIỂM TRA CÁC KHỐI MẠCH NỘI DUNG BÁO CÁO • PHẦN 2: VI XỬ LÝ ARM7 TDMI – Phần cứng vi xử lý ARM7 TDMI – Tập lệnh ARM7 TDMI – Tập lệnh THUMP ARM7 TDMI – So sánh THUMP và ARM VI XỬ LÝ ARM7 TDMI • ARM7 TDMI là bộ vi xử. .. thành vi c phát triển mẫu gọi là ARM1 vào năm 1985, và vào năm sau, nhóm hoàn thành sản phẩm ‘’thực’’ gọi là ARM2 • ARM2 có tuyến dữ liệu 32-bit, không gian địa chỉ 26-bit tức cho phép quản lý đến 64 Mbyte địa chỉ và 16 thanh ghi 32 bit NỘI DUNG BÁO CÁO • PHẦN 1: GIỚI THIỆU CÁC LÕI ARM – Giới thiệu chung về họ vi xử lý ARM – Các thế hệ vi xử lý ARM CÁC THẾ HỆ VI XỬ LÝ ARM •... quá trình bảo vệ tài nguyên khác VI XỬ LÝ ARM7 TDMI • ARM7 TDMI có 37 thanh ghi: – 31 thanh ghi đa năng 32-bit – 6 thanh ghi trạng thái • Các thanh ghi này không đồng thời truy cập được tại cùng một thời điểm, mà truy cập tuỳ theo chế độ hoạt động và trạng thái của bộ vi xử lý VI XỬ LÝ ARM7 TDMI VI XỬ LÝ ARM7 TDMI VI XỬ LÝ ARM7 TDMI • Các thanh ghi tương ứng trong... Kết quả sự hợp tác này là ARM6 Mẫu đầu tiên được công bố vào năm 1991 • Apple đã sử dụng bộ vi xử lý ARM 610 dựa trên ARM6 làm cơ sở cho PDA hiệu Apple Newton • Vào năm 1994, Acorn dùng ARM 610 làm CPU trong các máy vi tính RiscPC của họ CÁC THẾ HỆ VI XỬ LÝ ARM • Trải qua nhiều thế hệ nhưng lõi ARM gần như không thay đổi kích thước ARM2 có 30.000 transistors trong khi ARM6 chỉ tăng lên đến 35.000... thanh ghi 32-bit • Tập lệnh ARM 32-bit • Tập lệnh THUMB 16-bit • Bộ nhân 32x8 • Bộ dịch vòng - Barrel Shifter www.ptit.edu.vn ĐỀ TÀI: KIT ARM GIẢNG VI N: THS PHẠM THẾ DUY BỘ MÔN: ĐIỀU KHIỂN VÀ XỬ LÝ TÍN HIỆU Trang: 29 VI XỬ LÝ ARM7 TDMI • ARM7 TDMI có hai trạng thái hoạt động: – Trạng thái ARM thực hiện với dữ liệu 32-bit, word aligned ARM instructions – Trạng thái... một lênh chưa định nghĩa VI XỬ LÝ ARM7 TDMI • Vi ̣c chuyển qua các chế độ có thể thực hiện bằng phần mềm, có thể bằng quá trình xử lý ngắt hoặc xử lý ngoại lệ – Hầu hết các chương trình ứng dụng sẽ thực hiện trong chế độ User Các chế độ non-user được hiểu là các chế độ đặc quyền được chuyển qua khi phục vụ ngắt, xử lý ngoại lệ hoặc các quá...GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HỌ VI XỬ LÝ ARM • Vi c thiết kế ARM được bắt đầu từ năm 1983, trong một dự án phát triển của công ty máy tính Acorn • Nhóm thiết kế, dẫn đầu bởi Roger Wilson và Steve Furber, bắt đầu phát triển một bộ vi xử lý có nhiều điểm tương đồng với Kỹ thuật MOS 6502 tiên tiến • Acorn đã từng sản xuất nhiều máy tính dựa trên 6502, vì vậy vi c tạo ra một chip như... CÁC THẾ HỆ VI XỬ LÝ ARM • Dreamcast đưa ra bộ vi xử lý SH4 mà chỉ mượn một số ý tưởng từ ARM (tiêu tán công suất thấp, tập lệnh gọn …) nhưng phần còn lại thì khác với ARM • Dreamcast cũng tạo ra một chip xử lý âm thanh được thiết kế bởi Yamaha với lõi ARM7 • Bên cạnh đó, Gameboy Advance của Nintendo, dùng ARM7 TDMI ở tần số 16,78 MHz • Hãng DEC cũng bán giấy phép về lõi cấu trúc ARM (đôi khi chúng... hạng thanh ghi • Một cách tự động khi quay về từ một ngoại lệ (exception) (IRQ, FIQ, ABORT, SWI,…), khi exception được thực hiện khi vi xử lý đang trong trạng thái THUMB – Chuyển qua trạng thái ARM - Entering ARM state • Thực hiện lệnh BX với bit trạng thái được xoá trong toán hạng thanh ghi • Một cách tự động khi bộ vi xử lý trả lời một ngoại lệ Trong trường . HỌ VI XỬ LÝ ARM – Giới thiệu chung về họ vi xử lý ARM – Các thế hệ vi xử lý ARM www.ptit.edu.vn ĐỀ TÀI: KIT ARM GIẢNG VI N: THS. PHẠM THẾ DUY BỘ MÔN: ĐIỀU KHIỂN VÀ XỬ LÝ. DUNG BÁO CÁO • PHẦN 1: GIỚI THIỆU CÁC LÕI ARM – Giới thiệu chung về họ vi xử lý ARM – Các thế hệ vi xử lý ARM www.ptit.edu.vn ĐỀ TÀI: KIT ARM GIẢNG VI N: THS. PHẠM THẾ DUY BỘ. TÀI: KIT ARM GIẢNG VI N: THS. PHẠM THẾ DUY BỘ MÔN: ĐIỀU KHIỂN VÀ XỬ LÝ TÍN HIỆU Trang: 3 NỘI DUNG BÁO CÁO • PHẦN 1: GIỚI THIỆU HỌ VI XỬ LÝ ARM • PHẦN 2: VI XỬ LÝ ARM7 TDMI • PHẦN