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ARM9

Agosto 03, 2021

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ARM9 es un grupo de nucleos de procesadores RISC ARM de 32-bits con licencia de ARM Holdings para uso en microcontroladores.[1]​ La familia de nucleos ARM9 consta de ARM9TDMI, ARM940T, ARM9E-S, ARM966E-S, ARM920T, ARM922T, ARM946E-S, ARM9EJ-S, ARM926EJ-S, ARM968E-S, ARM996HS. Dado que los nucleos ARM9 se lanzaron entre 1998 y 2006, ya no se recomiendan para nuevos diseños de circuitos integrados, sino que se prefieren los nucleos ARM Cortex-A, ARM Cortex-M, ARM Cortex-R.[1]​

Contenido

Con esta generación de diseño, ARM paso de una arquitectura arquitectura von Neumann (arquitectura Princeton) a una arquitectura Harvard(modificada; es decir, cache dividida) con buses de instruccion y datos (y caches) separados, aumentando significativamente su velocidad potencial.[2]​ La mayoría de los chips de silicio que integran estos núcleos los empaquetaran como chips de arquitectura Harvard modificados, combinando los dos buses de direcciones en el otro lado de los caches CPU y las memorias estrechamente acopladas.

Hay dos subfamilias que implementan diferentes versiones de arquitectura ARM.

Diferencias con los núcleos ARM7

Las mejoras claves sobre los nucleos ARM7, habilitadas al gastar mas transistores, incluyen:[3]​

  • Disminución de la producción de calor y menor riesgo de sobrecalentamiento.
  • Mejora de frecuencia de reloj. Cambiar de una tuberia de tres etapas a una de cinco etapas permite que la velocidad del reloj se duplique aproximadamente, en el mismo proceso de fabricacion del silicio.
  • Mejora en el conteo de ciclos. Se midió que muchos archivos binarios ARM7 no modificados tardaron aproximadamente un 30% menos en ejecutarse en nucleos ARM9. Las mejoras clave incluyen:
    • Carga rapida y almacenamiento; muchas instrucciones ahora solo tardan un solo ciclo. Esto es ayudado tanto por la arquitectura modificada modificada de Harvard (reduciendo la contencion de bus y cache) como por las nuevas etapas de canalización.
    • Exponer los enclavamientos de la tuberia, lo que permite optimizaciones del compilador para reducir el bloqueo entre etapas.

Ademas, algunos núcleos ARM9 incorporan instrucciones "DSP mejorado", como una acumulacion multiple, para admitir implementaciones mas eficientes de algoritmos de procesamiento de señales digitales.

El cambio de una arquitectura von Neumann implicaba el uso de una memoria cache no unificada, de modo que las recuperaciones de instrucciones no expulsen datos (y vice). Los nucleos ARM9 tiene señales de bus de datos y direcciones separadas, que los diseñadores de chips usan de varias maneras. En la mayoria de los casos, conectan al menor parte del espacio de direcciones en el espacio de direcciones en el estilo von Neumann, utilizado tanto para instrucciones como para datos, generalmente a una interconexion AHB que se conecta a una interfaz DRAM y una Interfaz de Bus Externo Bus Interface que se usa con memoria flash NOR flash. Tales hibridos ya no son procesadores de arquitectura pura de Harvard.

Licencia ARM

ARM Holdings no fabrica ni vende dispositivos de CPU basados en sus propios diseños, sino que licencia la arquitectura del procesador a las partes interesadas. ARM ofrece una variedad de terminos de licencia, que varian en costo y entregas. Para todo los licenciatarios, ARM proporciona una descripcion del hardware integrable del nucleo ARM, asi como un conjunto completo de herramientas de desarrollo de software y derecho a vender silicio fabricado que contiene la CPU ARM.

Personalizacion de silicio

Los integrantes de dispositivos integrados (IDM) reciben la IP del procesador ARM como RTL sintetizable (escrito en Verilog). De esta forma, tienen la capacidad de realizar optimizaciones y extensiones de nivel arquitectonico. Esto permite al fabricante lograr objetivos de diseño personalizados, como mayor velocidad de reloj, muy bajo consumo de energia, extensiones del conjunto de instrucciones, optimizaciones de tamaño, soporte de depuracion, etc. Para determinar que componentes se han incluido en un chip de CPU ARM, en particular, consulte la hoja de datos del fabricante y documentacion relacionada.

Nucleos

Año Nucleos ARM9
1998 ARM9TDMI
1998 ARM940T
1999 ARM9E-S
1999 ARM966E-S
2000 ARM920T
2000 ARM922T
2000 ARM946E-S
2001 ARM9EJ-S
2001 ARM926EJ-S
2004 ARM968E-S
2006 ARM996HS

La familia de procesador multinucleo ARM MPCore admite software escrito utilizado los paradigmas de programacion multiproceso asimetrico (AMP) o simetrico (SMP). Para el desarrollo de AMP, cada unidad de central de procesamiento dentro de MPCore puede verse como un procesador independiente y, como tal, puede seguir las estrategias tradicionales de desarrollo de un solo procesador.[4]​

ARM9TDMI

ARM9TDMI es un sucesor del popular núcleo ARM7TDMI, y también se basa en la arquitectura ARMv4T. Los nucleos basados en el admiten conjuntos de instrucciones de ARM de 32-bits y Thumb de 16-bit e incluyen:

  • ARM920T con 16 KB cada uno de cache I/D y una MMU
  • ARM922T con 8 KB cada uno de cache I/D y una MMU.
  • ARM940T con cache y una Unidad de Proteccion de Memoria (MPU)

ARM9E-S and ARM9EJ-S

ARM9E, y su hermano ARM9EJ, implementan la tubería básica ARM9TDMI, pero agregan soporte para la arquitectura ARMv5TE, que incluye algunas extensiones del conjunto de instrucciones DSP-esque. Ademas, el ancho de la unidad multiplicadora se ha duplicado, reduciendo a la mitad el tiempo requerido para la mayoría de las operaciones de multiplicacion. Admiten conjuntos de instrucciones de 32-bits, 16-bits y, a veces, 8-bits.

  • ARM926EJ-S con tecnología ARM Jazelle, que permite la ejecución directa del código de bytes Java bytecode de 8 bits en hardware, y una MMU.
  • ARM946
  • ARM966
  • ARM968

Chips

 
Nintendo DSi has a chip with an ARM9 and ARM7 core
 
Lego Mindstorms EV3 brick has an ARM9 TI Sitara AM1x
ARM920T
ARM926EJ-S
ARM966E-S
Nucleo ARM9 sin referencia

Documentación

La cantidad de documentación para todos los chip ARM es desalentadora, especialmente para los recién llegados. La documentación para microcontroladores de las ultimas décadas se incluiria facilmente en un solo documento, pero a medida que los chips han evolucionado, la documentación ha crecido. La documentacion total es especialmente dificil para comprender para los chips ARM, ya que consta de documentos de fabricante de IC y documentos del proveedor principal de CPU (ARM Holdings).

Un árbol de documentación de arriba hacia abajo tipo es: diapositiva de marketing de alto nivel, hoja de datos para el chip fisico exacto, un manual de referencia detallado que describe perifericos comunes y otros aspectos de los chips fisicos dentro de la misma serie, manual de referencia para el procesador central ARM exacto dentro del chip, manual de referencia para la arquitectura ARM del nucleo que incluye una descripcion detallada de todos los conjuntos de instrucciones.

Arbol de documentacion (de arriba a abajo)
  1. 1. Diapositivas de marketing del fabricante de IC.
  2. 2. Hojas de datos del fabricante de IC.
  3. 3. Manuales IC de referencia del fabricante.
  4. 4. Manuales de referencia del nucleo ARM.
  5. 5. Manuales de referencia de arquitectura ARM.

El fabricante de IC tiene documentos adicionales, que incluyen: manuales de usuario de la placa de evaluacion, notas de aplicacion, introduccion al software de desarrollo, documentos de la biblioteca de software, erratas y mas.

Véase también

Referencias

  1. ↑ ARM9 Family Webpage; ARM Holdings.
  2. Furber, Steve (2000). ARM System-on-Chip Architecture. p. 344. ISBN 0201675196. 
  3. "Performance of the ARM9TDMI and ARM9E-S cores compared to the ARM7TDMI core", Issue 1.0, dated 9 February 2000, ARM Ltd.
  4. . Archivado desde el original el 11 de abril de 2015. 
  5. ↑ Atmel Legacy ARM-Based Solutions; Atmel.
  6. SAM9G ARM9 Microcontrollers; Atmel.
  7. SAM9M ARM9 Microcontrollers; Microchip.
  8. SAM9N/CN ARM9 Microcontrollers; Atmel.
  9. SAM9R/RL ARM9 Microcontrollers; Atmel.
  10. SAM9X ARM9 Microcontrollers; Atmel.
  11. SAM9XE ARM9 Microcontrollers; Atmel.
  12. i.MX28 Applications Processors; NXP.
  13. «LPC3100/200 Series: Arm9™-based microcontrollers|NXP». www.nxp.com. Consultado el 27 de julio de 2018. 
  14. https://csrc.nist.gov/csrc/media/projects/cryptographic-module-validation-program/documents/security-policies/140sp2574.pdf
  15. https://www.st.com/en/microcontrollers-microprocessors/spear-arm-926-microprocessors.html
  16. STR9 ARM9 Microcontrollers; STMicroelectronics.
  17. «NS9210/NS9215 32-bit NET+ARM Processor Family». Digi International. 
  18. «Starlet». Wiibrew. Consultado el 20 de febrero de 2008. 

Enlaces externos

Documentos oficiales ARM9
  • ARM9 official website
  • Manual de referencia de arquitectura: ARMv4/5/6
  • Manuales de referencias basicos: ARM9E-S, ARM9EJ-S,ARM9TDMI,ARM920T,ARM922T,ARM926EJ-S,ARM940T,ARM946E-S,ARM966E-S,ARM968E-S
  • Manuales de referencias de coprocesad: VFP9-S (Floating-Point), MOVE (MPEG4)
Tarjetas de referencia rapida
  • Instrucciones: Thumb (1), ARM and Thumb-2 (2), Punto flotante de vectores (3)
  • Codigos de operacion: Thumb (1, 2), ARM (3, 4), Directivas Ensamblador GNU 5.
  •   Datos: Q433285
  •   Multimedia: ARM9

Agosto 03, 2021
arm9, este, artículo, sección, necesita, revisión, ortografía, gramática, puedes, colaborar, editándolo, cuando, haya, corregido, puedes, borrar, este, aviso, iniciado, sesión, puedes, ayudarte, corrector, ortográfico, activándolo, preferencias, accesorios, na. 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Chips 4 Documentacion 5 Vease tambien 6 Referencias 7 Enlaces externosContenido EditarCon esta generacion de diseno ARM paso de una arquitectura arquitectura von Neumann arquitectura Princeton a una arquitectura Harvard modificada es decir cache dividida con buses de instruccion y datos y caches separados aumentando significativamente su velocidad potencial 2 La mayoria de los chips de silicio que integran estos nucleos los empaquetaran como chips de arquitectura Harvard modificados combinando los dos buses de direcciones en el otro lado de los caches CPU y las memorias estrechamente acopladas Hay dos subfamilias que implementan diferentes versiones de arquitectura ARM Diferencias con los nucleos ARM7 Editar Las mejoras claves sobre los nucleos ARM7 habilitadas al gastar mas transistores incluyen 3 Disminucion de la produccion de calor y menor riesgo de sobrecalentamiento Mejora de frecuencia de reloj Cambiar de una tuberia de tres etapas a una de cinco etapas permite que la velocidad del reloj se duplique aproximadamente en el mismo proceso de fabricacion del silicio Mejora en el conteo de ciclos Se midio que muchos archivos binarios ARM7 no modificados tardaron aproximadamente un 30 menos en ejecutarse en nucleos ARM9 Las mejoras clave incluyen Carga rapida y almacenamiento muchas instrucciones ahora solo tardan un solo ciclo Esto es ayudado tanto por la arquitectura modificada modificada de Harvard reduciendo la contencion de bus y cache como por las nuevas etapas de canalizacion Exponer los enclavamientos de la tuberia lo que permite optimizaciones del compilador para reducir el bloqueo entre etapas Ademas algunos nucleos ARM9 incorporan instrucciones DSP mejorado como una acumulacion multiple para admitir implementaciones mas eficientes de algoritmos de procesamiento de senales digitales El cambio de una arquitectura von Neumann implicaba el uso de una memoria cache no unificada de modo que las recuperaciones de instrucciones no expulsen datos y vice Los nucleos ARM9 tiene senales de bus de datos y direcciones separadas que los disenadores de chips usan de varias maneras En la mayoria de los casos conectan al menor parte del espacio de direcciones en el espacio de direcciones en el estilo von Neumann utilizado tanto para instrucciones como para datos generalmente a una interconexion AHB que se conecta a una interfaz DRAM y una Interfaz de Bus Externo Bus Interface que se usa con memoria flash NOR flash Tales hibridos ya no son procesadores de arquitectura pura de Harvard Licencia ARM Editar ARM Holdings no fabrica ni vende dispositivos de CPU basados en sus propios disenos sino que licencia la arquitectura del procesador a las partes interesadas ARM ofrece una variedad de terminos de licencia que varian en costo y entregas Para todo los licenciatarios ARM proporciona una descripcion del hardware integrable del nucleo ARM asi como un conjunto completo de herramientas de desarrollo de software y derecho a vender silicio fabricado que contiene la CPU ARM Personalizacion de silicio Editar Los integrantes de dispositivos integrados IDM reciben la IP del procesador ARM como RTL sintetizable escrito en Verilog De esta forma tienen la capacidad de realizar optimizaciones y extensiones de nivel arquitectonico Esto permite al fabricante lograr objetivos de diseno personalizados como mayor velocidad de reloj muy bajo consumo de energia extensiones del conjunto de instrucciones optimizaciones de tamano soporte de depuracion etc Para determinar que componentes se han incluido en un chip de CPU ARM en particular consulte la hoja de datos del fabricante y documentacion relacionada Nucleos EditarAno Nucleos ARM91998 ARM9TDMI1998 ARM940T1999 ARM9E S1999 ARM966E S2000 ARM920T2000 ARM922T2000 ARM946E S2001 ARM9EJ S2001 ARM926EJ S2004 ARM968E S2006 ARM996HSLa familia de procesador multinucleo ARM MPCore admite software escrito utilizado los paradigmas de programacion multiproceso asimetrico AMP o simetrico SMP Para el desarrollo de AMP cada unidad de central de procesamiento dentro de MPCore puede verse como un procesador independiente y como tal puede seguir las estrategias tradicionales de desarrollo de un solo procesador 4 ARM9TDMI Editar ARM9TDMI es un sucesor del popular nucleo ARM7TDMI y tambien se basa en la arquitectura ARMv4T Los nucleos basados en el admiten conjuntos de instrucciones de ARM de 32 bits y Thumb de 16 bit e incluyen ARM920T con 16 KB cada uno de cache I D y una MMU ARM922T con 8 KB cada uno de cache I D y una MMU ARM940T con cache y una Unidad de Proteccion de Memoria MPU ARM9E S and ARM9EJ S Editar ARM9E y su hermano ARM9EJ implementan la tuberia basica ARM9TDMI pero agregan soporte para la arquitectura ARMv5TE que incluye algunas extensiones del conjunto de instrucciones DSP esque Ademas el ancho de la unidad multiplicadora se ha duplicado reduciendo a la mitad el tiempo requerido para la mayoria de las operaciones de multiplicacion Admiten conjuntos de instrucciones de 32 bits 16 bits y a veces 8 bits ARM926EJ S con tecnologia ARM Jazelle que permite la ejecucion directa del codigo de bytes Java bytecode de 8 bits en hardware y una MMU ARM946 ARM966 ARM968Chips Editar Nintendo DSi has a chip with an ARM9 and ARM7 core Lego Mindstorms EV3 brick has an ARM9 TI Sitara AM1x ARM920TSamsung S3C2440 Atmel AT91RM9200 5 ARM926EJ SSemiconductor Cypress EZ USB FX3 Tecnologia de microchip anteriormente Atmel AT91SAM9260 5 AT91SAM9G 6 AT91SAM9M 7 AT91SAM9N CN 8 AT91SAM9R RL 9 AT91SAM9X 10 AT91SAM9XE 11 ver AT91SAM9 NXP anteriormente Freescale Semiconductor Serie i MX2 12 ver I MX Series LPC3100 y LPC3200 13 Texas Instruments OMAP 850 750 733 730 L137 L138 5912 tambien 5948 que es una version especifica del cliente hecha para Bosch HP iLO 4 14 Tecnologia 5V5VT1310 1312 1314 STMicroelectronics SPEAr300 600 15 ARM966E SSTMicroelectronics STR9 16 Nucleo ARM9 sin referenciaASPEED AST2400 Atmel AT91CAP9 CSR Quatro 4300 Centrality Atlas III Cirrus Logic EP9315 ARM9 CPU 200 MHz Digi NS9215 NS9210 17 HiSilicon Kirin K3V1 Infineon Technologies S GOLDlite PMB 8875 LeapFrog LF 1000 Nintendo Starlet Wii coprocessor 18 Nintendo NTR CPU CPU Nintendo DS CPU TWL CPU Nintendo DSi igual que la DS pero con reloj a 133 MHz en lugar de 67 MHz NXP Semiconductors LPC2900 LH7A anteriormente Freescale Semiconductor i MX1x Nuvoton NUC900 Marvell Kirkwood MediaTek MT1000 MT6235 39 MT6268 MT6516 PRAGMATEC RABBITV3 ARM920T rev 0 v4l used in Karotz Qualcomm MSM6xxx Qualcomm Atheros AR6400 Samsung S3C24xx STMicroelectronics Nomadik Texas Instruments OMAP 1 Texas Instruments Sitara AM1x Texas Instruments TMS320DM365 TMS320DM368 ARM9EJ S VIA WonderMedia 8505 and 8650 Zilog Encore 32Documentacion EditarLa cantidad de documentacion para todos los chip ARM es desalentadora especialmente para los recien llegados La documentacion para microcontroladores de las ultimas decadas se incluiria facilmente en un solo documento pero a medida que los chips han evolucionado la documentacion ha crecido La documentacion total es especialmente dificil para comprender para los chips ARM ya que consta de documentos de fabricante de IC y documentos del proveedor principal de CPU ARM Holdings Un arbol de documentacion de arriba hacia abajo tipo es diapositiva de marketing de alto nivel hoja de datos para el chip fisico exacto un manual de referencia detallado que describe perifericos comunes y otros aspectos de los chips fisicos dentro de la misma serie manual de referencia para el procesador central ARM exacto dentro del chip manual de referencia para la arquitectura ARM del nucleo que incluye una descripcion detallada de todos los conjuntos de instrucciones Arbol de documentacion de arriba a abajo 1 Diapositivas de marketing del fabricante de IC 2 Hojas de datos del fabricante de IC 3 Manuales IC de referencia del fabricante 4 Manuales de referencia del nucleo ARM 5 Manuales de referencia de arquitectura ARM El fabricante de IC tiene documentos adicionales que incluyen manuales de usuario de la placa de evaluacion notas de aplicacion introduccion al software de desarrollo documentos de la biblioteca de software erratas y mas Vease tambien EditarArquitectura ARM JTAG Interrupcion Sistema operativo en tiempo realReferencias Editar a b ARM9 Family Webpage ARM Holdings Furber Steve 2000 ARM System on Chip Architecture p 344 ISBN 0201675196 Performance of the ARM9TDMI and ARM9E S cores compared to the ARM7TDMI core Issue 1 0 dated 9 February 2000 ARM Ltd MPCore Sample Code Archivado desde el original el 11 de abril de 2015 a b Atmel Legacy ARM Based Solutions Atmel SAM9G ARM9 Microcontrollers Atmel SAM9M ARM9 Microcontrollers Microchip SAM9N CN ARM9 Microcontrollers Atmel SAM9R RL ARM9 Microcontrollers Atmel SAM9X ARM9 Microcontrollers Atmel SAM9XE ARM9 Microcontrollers Atmel i MX28 Applications Processors NXP LPC3100 200 Series Arm9 based microcontrollers NXP www nxp com Consultado el 27 de julio de 2018 https csrc nist gov csrc media projects cryptographic module validation program documents security policies 140sp2574 pdf https www st com en microcontrollers microprocessors spear arm 926 microprocessors html STR9 ARM9 Microcontrollers STMicroelectronics NS9210 NS9215 32 bit NET ARM Processor Family Digi International Starlet Wiibrew Consultado el 20 de febrero de 2008 Enlaces externos EditarEsta obra contiene una traduccion derivada de ARM9 de la Wikipedia en ingles publicada por sus editores bajo la Licencia de documentacion libre de GNU y la Licencia Creative Commons Atribucion CompartirIgual 3 0 Unported Documentos oficiales ARM9ARM9 official website Manual de referencia de arquitectura ARMv4 5 6 Manuales de referencias basicos ARM9E S ARM9EJ S ARM9TDMI ARM920T ARM922T ARM926EJ S ARM940T ARM946E S ARM966E S ARM968E S Manuales de referencias de coprocesad VFP9 S Floating Point MOVE MPEG4 Tarjetas de referencia rapidaInstrucciones Thumb 1 ARM and Thumb 2 2 Punto flotante de vectores 3 Codigos de operacion Thumb 1 2 ARM 3 4 Directivas 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