Introductie van ARM:

ARM staat voor Advanced RISC (computer met gereduceerde instructieset). ARM begon zijn leven als onderdeel van Acorn-makers van de BCC-computer en ontwerpt nu chips voor Apple iPad. De eerste ARM werd in 1978 opgericht aan de Universiteit van Cambridge. De computers van de Acorn-groep hebben in 1985 de eerste commerciële RISC-processor voor ARM ontwikkeld. ARM werd opgericht en was erg populair in 1990. De ARM gebruikte meer dan 98% van de mobiele telefoons in 2007 en 10 miljard processors zijn verzonden in 2008. ARM is de nieuwste technologie die is vervangen door microcontrollers en microprocessors. In wezen is ARM een 16 bit / 32 bit processoren of controllers. ARM vormt het hart van geavanceerde digitale producten zoals mobiele telefoons, autosystemen, digitale camera's en thuisnetwerken en draadloze technologieën.

Algemeen ARM-chipdiagram

“versterking van een differentiële versterker ”

Waarom ARM het populairst is:

ARM is de meest populaire processor, vooral gebruikt in draagbare apparaten vanwege het lage stroomverbruik en redelijke prestaties.
ARM heeft betere prestaties in vergelijking met andere processors. De ARM-processor bestaat in feite uit een laag stroomverbruik en lage kosten. Het is heel gemakkelijk om ARM te gebruiken voor snelle en efficiënte applicatie-ontwikkelingen, dus dat is de belangrijkste reden waarom ARM het populairst is.

Inleiding tot ARM-architectuurfamilies:

ARM-architectuurfamilies

Kenmerken van verschillende ARM-versies:

Versie 1:

De ARM-versie één Architectuur:

Software onderbreekt
26-bits adresbus
De gegevensverwerking is traag
Het ondersteunt bewerkingen voor het laden van bytes, woorden en meerdere woorden

Versie 2:

26-bits adresbus
Automatische instructies voor thread-synchronisatie
Co-processor ondersteuning

Versie 3:

32-bits adressering
Ondersteuning voor meerdere gegevens (zoals 32 bit = 32 * 32 = 64).
Sneller dan ARM version1 en version2

Versie 4:

32-bits adresruimte
De ondersteunende T-variant: 16-bits THUMB-instructieset
Het ondersteunt de M-variant: lang vermenigvuldigen betekent een 64-bits resultaat geven

Versie 5:

Verbeterde ARM THUMB-samenwerking
Het ondersteunt CCL-instructies
Het ondersteunt E-variant: verbeterde DSP-instructieset
Het ondersteunt S-variant: versnelling van de uitvoering van Java-bytecode

Versie 6:

Verbeterd geheugensysteem
Het ondersteunt een enkele instructie meerdere gegevens

ARM-nomenclatuur:

Er zijn verschillende versies van ARM, zoals ARMTDMI, ARM10XE, de betekenis van TDMI en XE wordt hieronder gegeven:

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

X - Familie
Y - Geheugenbeheer
Z - Cache
T - THUMB 16-bits decoder
D - JTAG-foutopsporing
M - Snelle vermenigvuldiger
I - Ingebouwde ICE-macrocel
E - Verbeterde instructie
J - Jazelle (Java)
F - Vector drijvende-komma-eenheid
S - Synthetiseerbare versie

ARM-architectuur:

ARM is een computerarchitectuur met instructieset die het laden en opslaan vermindert, wat betekent dat de kern niet rechtstreeks met het geheugen kan werken. Alle gegevensbewerkingen moeten worden uitgevoerd door middel van registers met de informatie die zich in het geheugen bevindt. De bewerking van gegevens uitvoeren en de waarde weer in het geheugen opslaan. ARM bestaat uit 37 registersets, 31 zijn algemene registers en 6 zijn statusregisters. De ARM gebruikt zeven verwerkingsmodi die worden gebruikt om de gebruikerstaak uit te voeren.

Gebruikersmodus
FIQ-modus
IRQ-modus
SVC-modus
ONDEFINED-modus
ABORT-modus
DUIM-modus

De gebruikersmodus is een normale modus met het minste aantal registers. Het heeft geen SPSR en beperkte toegang tot de CPSR. De FIQ en IRQ zijn de twee door interrupt veroorzaakte modi van de CPU. De FIQ verwerkt eerdere onderbrekingen en IRQ wordt belasterd als onderbreking. De FIQ-modus heeft vijf extra bankregisters om meer flexibiliteit en hoge prestaties te bieden wanneer kritieke interrupts worden afgehandeld. De supervisormodus is de software-interruptmodus van de processor om op te starten of te resetten. De ongedefinieerde modus vangt illegale instructies worden uitgevoerd. De ARM-kern bestaat uit een 32-bits databus en een snellere gegevensstroom. In de THUMB-modus wordt de 32-bits gegevens verdeeld in 16 bits en wordt de verwerkingssnelheid verhoogd.

Sommige registers zijn in elke modus gereserveerd voor specifiek gebruik door de kern. De gereserveerde registers zijn

SP (stapelaanwijzer).
LR (linkregister).
PC (programmateller).
CPSR (huidige programmastatusregister).
SPSR (statusregister opgeslagen programma).

De gereserveerde registers worden gebruikt voor specifieke functies. De SPSR en CPSR bevatten de statuscontrolebits van specifieke eigenschappen. Deze eigenschappen definiëren de bedrijfsmodus, de ALU-statusvlag, de onderbrekingsvlaggen in- of uitschakelen. De ARM-kern werkt in 32-bits toestand of THUMBS-toestand in twee staten.

ARM Mode Selectie registreert

ARM GEBASEERDE temperatuurmeting:

Temperatuur is de belangrijkste parameter in industriële toepassingen. Nauwkeurigheid van gemeten en gecontroleerd is zeer essentieel. Meer industriële transformatoren worden beschadigd door hoge spanning en overbelasting en hoge temperaturen. De nauwkeurigheid van de gemeten en gecontroleerde temperatuur is zeer veeleisend. Dit project is ontworpen om de temperatuursensor te koppelen aan een ARM-gebaseerde microcontroller.

Industriële temperatuurregelaar

Werkprocedure:

De LPC2148 is een 16/32 bit ARM7 CPU De temperatuursensor LM35 is een analoge sensor, aangesloten op het LPC2148 microcontroller analoge kanaal. De lasterlijke temperatuurwaarden zijn voorgeprogrammeerd in de microcontroller. Het grafische LCD-scherm is verbonden met de uitgangspennen van de microcontroller. De temperatuursensor bewaakt de temperatuur elke seconde. Wanneer de temperatuur door overbelasting wordt verhoogd, stuurt de sensor het analoge signaal naar de microcontroller. De microcontroller geeft de waarschuwingen via de zoemer en het LCD-scherm. Het LCD-scherm geeft de temperatuur op het scherm weer. Deze applicatie wordt in de industrie gebruikt voor veiligheidsdoeleinden.