การแนะนำ ARM:

ARM ย่อมาจาก Advanced RISC (คอมพิวเตอร์ชุดคำสั่งแบบย่อ) ARM เริ่มต้นชีวิตโดยเป็นส่วนหนึ่งของผู้ผลิต Acorn ของคอมพิวเตอร์ BCC และตอนนี้ออกแบบชิปสำหรับ Apple iPad ARM เครื่องแรกก่อตั้งขึ้นที่มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ในปี พ.ศ. 2521 คอมพิวเตอร์กลุ่ม Acorn ได้พัฒนาหน่วยประมวลผล RISC เชิงพาณิชย์ ARM เครื่องแรกในปี พ.ศ. 2528 ARM ก่อตั้งขึ้นและเป็นที่นิยมอย่างมากในปี พ.ศ. 2533 ARM ใช้โทรศัพท์มือถือมากกว่า 98% ในปี 2550 และ 10 โปรเซสเซอร์พันล้านถูกส่งมอบในปี 2551 ARM เป็นเทคโนโลยีล่าสุดที่ถูกแทนที่ด้วยไมโครคอนโทรลเลอร์และไมโครโปรเซสเซอร์ โดยทั่วไป ARM เป็นโปรเซสเซอร์หรือคอนโทรลเลอร์ 16 บิต / 32 บิต ARM เป็นหัวใจสำคัญของผลิตภัณฑ์ดิจิทัลขั้นสูงเช่นโทรศัพท์มือถือระบบยานยนต์กล้องดิจิทัลระบบเครือข่ายภายในบ้านและเทคโนโลยีไร้สาย

แผนภาพชิป ARM ทั่วไป

“ไดอะแกรมวงจรขยายกำลังคลาส d ”

เหตุใด ARM จึงเป็นที่นิยมมากที่สุด:

ARM เป็นโปรเซสเซอร์ที่ได้รับความนิยมมากที่สุดโดยเฉพาะใช้ในอุปกรณ์พกพาเนื่องจากใช้พลังงานต่ำและมีประสิทธิภาพที่เหมาะสม
ARM มีประสิทธิภาพที่ดีขึ้นเมื่อเทียบกับโปรเซสเซอร์อื่น ๆ โดยพื้นฐานแล้วโปรเซสเซอร์ ARM นั้นประกอบด้วยการใช้พลังงานต่ำและต้นทุนต่ำ มันง่ายมากที่จะใช้ ARM เพื่อการพัฒนาแอพพลิเคชั่นที่รวดเร็วและมีประสิทธิภาพนั่นคือเหตุผลหลักที่ทำให้ ARM ได้รับความนิยมมากที่สุด

บทนำสู่ ARM Architecture Families:

ตระกูล ARM Architecture

คุณสมบัติของ ARM รุ่นต่างๆ:

เวอร์ชัน 1:

สถาปัตยกรรม ARM เวอร์ชันหนึ่ง:

ซอฟต์แวร์ขัดจังหวะ
บัสที่อยู่ 26 บิต
การประมวลผลข้อมูลช้า
รองรับการดำเนินการโหลดไบต์คำและหลายคำ

เวอร์ชัน 2:

บัสที่อยู่ 26 บิต
คำแนะนำอัตโนมัติสำหรับการซิงโครไนซ์เธรด
รองรับโปรเซสเซอร์ร่วม

เวอร์ชัน 3:

การกำหนดแอดเดรส 32 บิต
รองรับข้อมูลหลายรายการ (เช่น 32 bit = 32 * 32 = 64)
เร็วกว่า ARM version1 และ version2

เวอร์ชัน 4:

พื้นที่ที่อยู่ 32 บิต
รองรับตัวแปร T: ชุดคำสั่ง THUMB 16 บิต
รองรับตัวแปร M: การคูณแบบยาวให้ผลลัพธ์ 64 บิต

เวอร์ชัน 5:

ปรับปรุงการทำงานร่วมกันของ ARM THUMB
รองรับคำแนะนำ CCL
สนับสนุน E variant: Enhanced DSP Instruction set
สนับสนุน S variant: การเร่งความเร็วของการเรียกใช้โค้ด Java byte

เวอร์ชัน 6:

ปรับปรุงระบบหน่วยความจำ
รองรับคำสั่งเดียวหลายข้อมูล

ระบบการตั้งชื่อ ARM:

ARM มีหลายเวอร์ชันเช่น ARMTDMI, ARM10XE ความหมายของ TDMI และ XE มีดังต่อไปนี้:

แขน {X} {Y} {Z} {T} {D} {M} {I} {E} {J} {F} {S}

X - ครอบครัว
Y - การจัดการหน่วยความจำ
Z - แคช
T - THUMB ตัวถอดรหัส 16 บิต
D - JTAG Debug
M - ตัวคูณที่รวดเร็ว
I - มาโครเซลล์ ICE ในตัว
E - คำสั่งขั้นสูง
J - จาเซล (Java)
F - หน่วยทศนิยมเวกเตอร์
S - เวอร์ชันที่สังเคราะห์ได้

สถาปัตยกรรม ARM:

ARM เป็นสถาปัตยกรรมคอมพิวเตอร์ที่ลดชุดคำสั่งสำหรับโหลดซึ่งหมายความว่าคอร์ไม่สามารถทำงานกับหน่วยความจำได้โดยตรง การดำเนินการกับข้อมูลทั้งหมดจะต้องทำโดยการลงทะเบียนกับข้อมูลที่อยู่ในหน่วยความจำ ดำเนินการกับข้อมูลและจัดเก็บค่ากลับไปที่หน่วยความจำ ARM ประกอบด้วยชุดรีจิสเตอร์ 37 ชุด 31 เป็นรีจิสเตอร์เอนกประสงค์และ 6 ชุดเป็นรีจิสเตอร์สถานะ ARM ใช้โหมดการประมวลผลเจ็ดโหมดที่ใช้เพื่อรันงานของผู้ใช้

“เซ็นเซอร์ไจโรสโคปในโทรศัพท์มือถือ ”

โหมดผู้ใช้
โหมด FIQ
โหมด IRQ
โหมด SVC
โหมด UNDEFINED
โหมด ABORT
โหมด THUMB

โหมดผู้ใช้เป็นโหมดปกติที่มีการลงทะเบียนน้อยที่สุด ไม่มี SPSR และ จำกัด การเข้าถึง CPSR FIQ และ IRQ เป็นสองโหมดที่ทำให้เกิดการขัดจังหวะของ CPU FIQ กำลังประมวลผลการขัดจังหวะในอดีตและ IRQ ถูกใส่ร้ายว่าขัดจังหวะ โหมด FIQ มีการลงทะเบียนเพิ่มเติมอีก 5 รายการเพื่อให้มีความยืดหยุ่นและประสิทธิภาพสูงเมื่อมีการจัดการการขัดจังหวะที่สำคัญ โหมด Supervisor คือโหมดขัดจังหวะซอฟต์แวร์ของโปรเซสเซอร์เพื่อเริ่มต้นระบบหรือรีเซ็ต โหมดที่ไม่ได้กำหนดกับดักคำสั่งที่ผิดกฎหมายจะดำเนินการ แกน ARM ประกอบด้วยบัสข้อมูล 32 บิตและการไหลของข้อมูลที่เร็วขึ้น ในโหมด THUMB ข้อมูล 32 บิตจะแบ่งออกเป็น 16 บิตและเพิ่มความเร็วในการประมวลผล

รีจิสเตอร์บางตัวถูกสงวนไว้ในแต่ละโหมดเพื่อการใช้งานเฉพาะโดยคอร์ การลงทะเบียนที่สงวนไว้คือ

SP (ตัวชี้สแต็ก)
LR (ลงทะเบียนลิงค์)
พีซี (ตัวนับโปรแกรม)
CPSR (การลงทะเบียนสถานะโปรแกรมปัจจุบัน)
SPSR (บันทึกสถานะโปรแกรมลงทะเบียน)

รีจิสเตอร์ที่สงวนไว้ใช้สำหรับฟังก์ชันเฉพาะ SPSR และ CPSR มีบิตควบคุมสถานะของคุณสมบัติเฉพาะ คุณสมบัติเหล่านี้กำลังกำหนดโหมดการทำงานแฟล็กสถานะ ALU การขัดจังหวะเปิดหรือปิดใช้งานแฟล็ก แกน ARM ทำงานในสองสถานะ 32 บิตหรือสถานะ THUMBS

“โครงการปีสุดท้ายสำหรับวิศวกรรมไฟฟ้า ”

รีจิสเตอร์การเลือกโหมด ARM

การวัดอุณหภูมิโดยใช้แขน:

อุณหภูมิเป็นตัวแปรที่สำคัญที่สุดในงานอุตสาหกรรม ความแม่นยำในการวัดและควบคุมเป็นสิ่งสำคัญมาก หม้อแปลงในอุตสาหกรรมอื่น ๆ ได้รับความเสียหายจากไฟฟ้าแรงสูงและเกินพิกัดและอุณหภูมิสูง ความแม่นยำของอุณหภูมิที่วัดและควบคุมเป็นสิ่งที่ต้องการอย่างมาก โครงการนี้ออกแบบมาเพื่อเชื่อมต่อเซ็นเซอร์อุณหภูมิกับไมโครคอนโทรลเลอร์ที่ใช้ ARM

เครื่องควบคุมอุณหภูมิอุตสาหกรรม

ขั้นตอนการทำงาน:

LPC2148 เป็นซีพียู ARM7 16/32 บิต . เซ็นเซอร์อุณหภูมิ LM35 เป็นเซ็นเซอร์อนาล็อกซึ่งเชื่อมต่อกับช่องสัญญาณอนาล็อกไมโครคอนโทรลเลอร์ LPC2148 ค่าอุณหภูมิที่ถูกใส่ร้ายถูกตั้งโปรแกรมไว้ล่วงหน้าในไมโครคอนโทรลเลอร์ จอ LCD แบบกราฟิกเชื่อมต่อกับหมุดเอาต์พุตของไมโครคอนโทรลเลอร์ เซ็นเซอร์อุณหภูมิจะตรวจสอบอุณหภูมิทุกวินาที เมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้นเนื่องจากการโอเวอร์โหลดเซ็นเซอร์จะส่งสัญญาณแอนะล็อกไปยังไมโครคอนโทรลเลอร์ ไมโครคอนโทรลเลอร์จะแจ้งเตือนผ่านกริ่งและจอ LCD LCD จะแสดงอุณหภูมิบนหน้าจอ แอปพลิเคชั่นนี้ใช้ในอุตสาหกรรมเพื่อความปลอดภัย