Введение

32-битная архитектура процессоров ARM, ядра микроконтроллеров ARM7.

ARM7 – это группа 32-битных RISC-процессорных ядер ARM, лицензированных компанией ARM Holdings для использования в микроконтроллерах. Семейство ядер ARM7 состоит из ARM700, ARM710, ARM7DI, ARM710a, ARM720T, ARM740T, ARM710T, ARM7TDMI, ARM7TDMI S, ARM7EJ S. Ядра ARM7TDMI и ARM7TDMI S были наиболее популярными в этом семействе. Поскольку ядра ARM7 выпускались с 1993 по 2001 год, они больше не рекомендуются для новых разработок интегральных схем; вместо них предпочтительнее использовать ядра ARM Cortex-M или ARM Cortex-R. ARM7 примечателен тем, что впервые внедрил отладку чипов на основе JTAG; предыдущие ядра ARM6 не поддерживали эту функцию. Буква "D" обозначала JTAG TAP для отладки, а "I" – модуль отладки ICEBreaker, поддерживающий аппаратные точки останова и точки наблюдения, а также позволяющий приостанавливать работу системы для отладки. В последующих ядрах эта поддержка была включена и расширена. Это универсальный процессор, предназначенный для мобильных устройств и другой маломощной электроники. Данная архитектура процессора способна достигать производительности до 130 MIPS при типичном техпроцессе 0,13 мкм. Ядро процессора ARM7TDMI реализует архитектуру ARM v4T. Процессор поддерживает как 32-битные, так и 16-битные инструкции посредством наборов команд ARM и Thumb. ARM лицензирует процессор различным полупроводниковым компаниям, которые разрабатывают на его основе полноценные чипы.

Лицензия ARM

ARM Holdings не производит и не продает процессорные устройства, разработанные самостоятельно, а лицензирует архитектуру процессоров заинтересованным сторонам. ARM предлагает различные варианты лицензирования, отличающиеся стоимостью и набором предоставляемых материалов. Всем лицензиатам ARM предоставляет описание аппаратной части ядра ARM, пригодное для интеграции, полный комплект инструментов разработки программного обеспечения и право продавать изготовленные микросхемы, содержащие процессор ARM.

Силиконовая настройка

Производители интегрированных устройств (IDM) получают IP процессора ARM в виде синтезируемого RTL, написанного на языке Verilog. В таком виде у них есть возможность проводить оптимизацию и расширение архитектуры. Это позволяет производителю достигать индивидуальных целей проектирования, таких как более высокая тактовая частота, сверхнизкое энергопотребление, расширения набора команд, оптимизация по площади, поддержка отладки и другие. Чтобы узнать, какие компоненты включены в конкретный чип ARM CPU, обратитесь к техническому описанию производителя и сопутствующей документации.

ARM7TDMI

Процессор ARM7TDMI (ARM7 + 16-битный Thumb + JTAG Debug + быстрый умножитель + расширенный ICE) реализует набор инструкций ARMv4. Он был лицензирован для производства множеством компаний-производителей полупроводников. В 2009 году это было одно из наиболее широко используемых ядер ARM, которое встречается в многочисленных встраиваемых системах. Он использовался в популярной игровой консоли Game Boy Advance. Компания Texas Instruments лицензировала ARM7TDMI, который был интегрирован в Nokia 6110, первый GSM-телефон на базе ARM. Это привело к появлению популярных серий телефонов Nokia, использующих этот процессор, включая модели 3210 и 3310. Вариант ARM7TDMI S представляет собой синтезируемое ядро.

ARM7EJ-S

ARM7EJ S (ARM7 + Enhanced + Jazelle Synthesizable) — это версия ARM7, реализующая набор инструкций ARMv5TE, впервые представленный с более производительным ядром ARM9E.