- •Раздел 3 Организация центрального процессора
- •Обобщенная структура процессора
- •Базовые понятия
- •Структуры алу
- •Классификация алу
- •Назначение уу
- •Управление выполнением последовательности команд и операций
- •Управление выполнением операций
- •Способы адресации информации в эвм
- •Классификация уу
- •Уу с жесткой логикой
- •Уу с хранимой в памяти логикой
- •Состав устройства:
- •Компоненты процессора и памяти:
- •Регистровая структура процессора
- •Регистры общего назначения
- •Сегментные регистры
- •Регистр флагов
- •Указатель команд
- •Структура и формат команд микропроцессора
- •Формат команд
- •Машины с сокращенным набором команд
- •Неклассичские risc-архитектуры
- •Развитие risc-архитектур
- •Архитектура arm
-
Архитектура arm
-
Архитектура ARM (Advanced RISC Machine, Acorn RISC Machine, усовершенствованная RISC-машина) — семейство лицензируемых 32-битных и 64-битных микропроцессорных ядер разработки компании ARM Limited.
-
Компания ARM (Advansed RISC Machines) была основана в ноябре 1990 года фирмами:
-
Acorn Computers (информационные технологии для образования, Великобритания)
-
Apple Computers
-
VLSI Technology
-
Основной целью компании является разработка микропроцессорных ядер и их лицензирование широкому кругу производителей. Небольшой размер процессорного ядра ARM идеально подходит для интеграции в специализированные микросхемы потребителей.
-
ARM – это не просто один процессор. Как правило, в него входят: контроллер оперативной памяти, графический ускоритель, видеодекодер, аудиоокодек и опционально модули беспроводной связи. Такая система называется однокристальной. Другими словами, ARM – это чип на чипе (SoC – System on chip).
-
В настоящее время следующие компании лицензировали ARM и производят микросхемы на его основе: VLSI Technology, Texas Instruments, Samsung Corporation, NEC Corporation, Apple, Intel Corporation, IBM Corporation
-
Основные отличительные черты архитектуры ARM:
-
1. Все инструкции являются условными. Это позволяет увеличить плотность кода и уменьшить потребность в инструкциях близкого перехода. Как следствие, нет отдельных команд условного перехода.
-
2. Все целочисленные арифметические инструкции могут выполнять операцию сдвига над операндами за тот же цикл, что выполняется и сама инструкция. Как следствие, нет отдельных команд сдвига.
-
3. Нет целочисленной инструкции деления.
-
4. Возможность выполнять DSP-подобные функции:
-
- присутствуют инструкции умножения и умножения со сложением (multiply- accumulate (MLА))
-
- присутствуют инструкции блочного чтения из памяти и блочной записи в па-мять, позволяющие переслать любое подмножество из 16-ти регистров общего назначения.
-
5. Некоторые модели могут работать в так называемом THUMB режиме: инструкции кодируются 16-ю битами вместо 32-х. Это значительно увеличивает плотность кода, но накладывает ряд ограничений на систему команд:
-
- полноценно доступны только 8 регистров из 16-ти, остальные могут ограниченно использоваться только в некоторых инструкциях;
-
- не поддерживается условное исполнение инструкций, как следствие, появилась новая инструкция условного перехода;
-
- не поддерживается операция сдвига над операндами в целочисленных арифметических инструкциях, как следствие, появились новые инструкции сдвига;
-
- все инструкции двухоперандные (а не трехоперандные как в обычном режиме).
-
6. Пониженное энергопотребление