ARM9

📅 آخر تحديث: ٢ أغسطس ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢ أغسطس ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 4 صور
الموسوعة الحرة

ARM9 هي مجموعة من معالجات RISC ARM ذات 32 بت، مرخصة من قبل شركة ARM Holdings للاستخدام في المتحكمات الدقيقة . [ 1 ] تتألف عائلة معالجات ARM9 من: ARM9TDMI، وARM940T، وARM9E-S، وARM966E-S، وARM920T، وARM922T، وARM946E-S، وARM9EJ-S، وARM926EJ-S، وARM968E-S، وARM996HS. صدرت معالجات ARM9 بين عامي 1998 و 2006 ، ولم تعد موصى بها لتصميمات الدوائر المتكاملة الجديدة؛ وتُعد معالجات ARM Cortex-M بدائل أحدث .

ملخص

مع هذا الجيل من التصميم، انتقلت ARM من بنية فون نيومان (بنية برينستون) إلى بنية هارفارد (المعدلة؛ أي ذات ذاكرة تخزين مؤقت منفصلة) مع ناقلات تعليمات وبيانات منفصلة (وذاكرات تخزين مؤقت منفصلة)، مما زاد من سرعتها المحتملة بشكل ملحوظ. [ 2 ] معظم رقائق السيليكون التي تدمج هذه النوى ستُغلف كرقائق بنية هارفارد المعدلة ، حيث تجمع ناقلي العناوين على الجانب الآخر من ذاكرات التخزين المؤقت المنفصلة لوحدة المعالجة المركزية والذاكرة المترابطة بإحكام.

هناك عائلتان فرعيتان، تُطبقان إصدارات مختلفة من بنية ARM.

الاختلافات عن أنوية ARM7

تشمل التحسينات الرئيسية مقارنةً بمعالجات ARM7 ، والتي تم تحقيقها من خلال استخدام المزيد من الترانزستورات، ما يلي: [ 3 ]

بالإضافة إلى ذلك، تتضمن بعض نوى ARM9 تعليمات " معالجة الإشارات الرقمية المحسنة "، مثل الضرب والتجميع ، لدعم تنفيذ أكثر كفاءة لخوارزميات معالجة الإشارات الرقمية .

استلزم التحول من بنية فون نيومان استخدام ذاكرة تخزين مؤقت غير موحدة، بحيث لا تؤدي عمليات جلب التعليمات إلى إخراج البيانات (والعكس صحيح). تحتوي أنوية ARM9 على إشارات منفصلة لناقل البيانات وناقل العناوين، والتي يستخدمها مصممو الرقائق بطرق متنوعة. في معظم الحالات، يتم توصيل جزء على الأقل من مساحة العناوين بنمط فون نيومان، المستخدمة لكل من التعليمات والبيانات، عادةً بوصلة AHB متصلة بواجهة DRAM وواجهة ناقل خارجية قابلة للاستخدام مع ذاكرة فلاش NOR . لم تعد هذه المعالجات الهجينة معالجات بنية هارفارد خالصة.

رخصة ARM

لا تقوم شركة ARM Holdings بتصنيع أو بيع وحدات المعالجة المركزية (CPU) المصممة وفقًا لتصاميمها الخاصة، بل تُرخّص بنية المعالج للجهات المهتمة. وتقدم ARM بنود ترخيص متنوعة، تختلف في التكلفة والمخرجات. وتُزوّد ​​ARM جميع المرخص لهم بوصف متكامل للأجهزة الخاصة بنواة ARM، بالإضافة إلى مجموعة أدوات تطوير برمجيات كاملة، وحق بيع رقائق السيليكون المصنعة التي تحتوي على وحدة المعالجة المركزية ARM. يُطلق على هذا النموذج من تصميم نواة وحدة المعالجة المركزية المرخصة اسم " نواة الملكية الفكرية" (IP) .

تخصيص السيليكون

تتلقى شركات تصنيع الأجهزة المتكاملة (IDM) ملكية معالج ARM الفكرية (IP) على شكل RTL قابل للتصنيع (مكتوب بلغة Verilog ). وبهذه الصيغة، يصبح بإمكانها إجراء تحسينات وتوسعات على مستوى البنية. وهذا يسمح للشركة المصنعة بتحقيق أهداف تصميم مخصصة، مثل سرعة ساعة أعلى، واستهلاك طاقة منخفض للغاية، وتوسيع مجموعة التعليمات، وتحسينات في الحجم، ودعم تصحيح الأخطاء، وما إلى ذلك. لتحديد المكونات المضمنة في شريحة معالج ARM معينة، يُرجى الرجوع إلى ورقة بيانات الشركة المصنعة والوثائق ذات الصلة.

النوى

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

تدعم عائلة معالجات ARM MPCore متعددة النوى البرامج المكتوبة باستخدام نموذجي برمجة المعالجات المتعددة غير المتماثل ( AMP ) أو المتماثل ( SMP ) . في تطوير AMP، يمكن اعتبار كل وحدة معالجة مركزية داخل MPCore معالجًا مستقلاً، وبالتالي يمكن اتباع استراتيجيات تطوير المعالجات الفردية التقليدية. [ 4 ]

ARM9TDMI

يُعدّ ARM9TDMI خليفةً لنواة ARM7TDMI الشهيرة ، وهو مبنيٌّ أيضًا على بنية ARMv4T . تحتوي النوى المبنية عليه على خط أنابيب من خمس مراحل (جلب، فك تشفير، تنفيذ، الوصول إلى ذاكرة البيانات، كتابة السجلات)، [ 5 ] وتدعم مجموعات تعليمات ARM ذات 32 بت وThumb ذات 16 بت، وتشمل:

  • معالج ARM920T مزود بذاكرة تخزين مؤقتة للإدخال/الإخراج سعة 16  كيلوبايت ووحدة إدارة الذاكرة (MMU).
  • معالج ARM922T مزود بذاكرة تخزين مؤقتة للإدخال/الإخراج سعة 8  كيلوبايت ووحدة إدارة الذاكرة (MMU).
  • معالج ARM940T مزود بذاكرة تخزين مؤقتة ووحدة حماية الذاكرة (MPU)

ARM9E-S و ARM9EJ-S

تُطبّق معالجات ARM9E وشقيقتها ARM9EJ بنية خط أنابيب ARM9TDMI الأساسية ، مع إضافة دعم لبنية ARMv5TE ، التي تتضمن بعض امتدادات مجموعة التعليمات الشبيهة بمعالجات الإشارات الرقمية. علاوة على ذلك، تمّ مضاعفة عرض وحدة الضرب، مما قلّل الوقت اللازم لمعظم عمليات الضرب إلى النصف. وهي تدعم مجموعات تعليمات 32 بت و16 بت، وأحيانًا 8 بت.

  • معالج ARM926EJ-S بتقنية ARM Jazelle ، التي تُمكّن من التنفيذ المباشر لرمز بايت جافا ذي 8 بت في الأجهزة، ووحدة إدارة الذاكرة (MMU).
  • ARM946
  • ARM966
  • ARM968

تستخدم آلات الحاسبة البيانية TI -Nspire CX (2011) و CX II (2019) معالج ARM926EJ-S، بتردد 132 و 396  ميجاهرتز على التوالي. [ 6 ]

رقائق البطاطس

يحتوي جهاز نينتندو دي إس آي على شريحة تحتوي على نواة ARM9 و ARM7.
تحتوي وحدة Lego Mindstorms EV3 على معالج ARM9 TI Sitara AM1x .
معالج النطاق الأساسي ARM946E-S في هاتف سامسونج SGH-D900
ARM920T
ARM922T
سامسونج S3C2416XH-26
ARM925T
ARM926EJ-S
ARM940T
ARM946E-S
ARM966E-S
ARM968E-S
نواة ARM9 غير مرجعية

الوثائق

إن كمية الوثائق الخاصة بجميع رقائق ARM هائلة، خاصةً للمبتدئين. يمكن بسهولة تلخيص وثائق المتحكمات الدقيقة من العقود الماضية في وثيقة واحدة، ولكن مع تطور الرقائق، ازداد حجم الوثائق. ويصعب استيعاب الوثائق الكاملة لرقائق ARM بشكل خاص، لأنها تتكون من وثائق من مُصنِّع الدوائر المتكاملة ووثائق من مُورِّد نواة المعالج ( ARM Holdings ).

يتكون هيكل التوثيق النموذجي من أعلى إلى أسفل مما يلي: شرائح تسويقية عالية المستوى، ورقة بيانات للشريحة المادية المحددة، دليل مرجعي مفصل يصف الأجهزة الطرفية الشائعة والجوانب الأخرى للشرائح المادية ضمن نفس السلسلة، دليل مرجعي لمعالج ARM الأساسي المحدد داخل الشريحة، دليل مرجعي لبنية ARM الأساسية التي تتضمن وصفًا تفصيليًا لجميع مجموعات التعليمات.

شجرة التوثيق (من الأعلى إلى الأسفل)
  1. شرائح تسويقية لمصنّع الدوائر المتكاملة.
  2. بيانات الشركات المصنعة للدوائر المتكاملة.
  3. كتيبات مرجعية لمصنعي الدوائر المتكاملة.
  4. كتيبات مرجعية لمعالجات ARM الأساسية.
  5. كتيبات مرجعية لهندسة معمارية ARM.

لدى الشركة المصنعة للدوائر المتكاملة وثائق إضافية، بما في ذلك: أدلة مستخدم لوحة التقييم، وملاحظات التطبيق، والبدء باستخدام برامج التطوير، ووثائق مكتبة البرامج، والتصويبات، والمزيد.

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ صفحة عائلة ARM9 على الإنترنت؛ شركة ARM القابضة.
  2. ↑ فوربر ، ستيف (2000). بنية نظام ARM على شريحة واحدة . أديسون-ويسلي. ص 344. ISBN  0201675196.
  3. ↑ "أداء النوى ARM9TDMI و ARM9E-S مقارنة بالنواة ARM7TDMI"، الإصدار 1.0، بتاريخ 9 فبراير 2000، ARM Ltd.
  4. ↑ "نموذج كود MPCore" . مؤرشف من الأصل في 11 أبريل 2015.
  5. ↑ "دليل المرجع الفني لـ ARM9TDMI" (ملف PDF) . www.ecb.torontomu.ca . 2000. مؤرشف (ملف PDF) من النسخة الأصلية بتاريخ 2025-06-09.
  6. ↑ "تفكيك الثلاثاء: آلة حاسبة بيانية - أخبار" . www.allaboutcircuits.com . تم الاطلاع عليه بتاريخ 12 يوليو 2021 .
  7. 1 2 حلول Atmel القديمة القائمة على معالجات ARM؛ Atmel.
  8. ↑ وحدات التحكم الدقيقة SAM9G ARM9؛ Atmel.
  9. ↑ وحدات التحكم الدقيقة SAM9M ARM9؛ شركة مايكروشيب.
  10. ↑ وحدات التحكم الدقيقة SAM9N/CN ARM9؛ Atmel.
  11. ↑ وحدات التحكم الدقيقة SAM9R/RL ARM9؛ Atmel.
  12. ↑ وحدات التحكم الدقيقة SAM9X ARM9؛ Atmel.
  13. ↑ وحدات التحكم الدقيقة SAM9XE ARM9؛ Atmel.
  14. ↑ "سياسة أمان وحدة التشفير iLO 4 غير الاحتكارية وفقًا لمعيار FIPS 140-2" (ملف PDF) . شركة هيوليت باكارد إنتربرايز. 10 فبراير 2016.
  15. ↑ "Hardware/Starlet" . Wiibrew . مؤرشف من الأصل في 16 مايو 2020. تم الاسترجاع في 14 يونيو 2020 .
  16. ↑ معالجات التطبيقات i.MX28؛ NXP.
  17. ↑ "سلسلة LPC3100/200: وحدات تحكم دقيقة تعتمد على معالج Arm9 | NXP" . www.nxp.com . تاريخ الاسترجاع: 27 يوليو 2018 .
  18. ↑ "معالجات SPEAr ARM 926 الدقيقة - STMicroelectronics" .
  19. ↑ GBATEK - معلومات تقنية عن GBA/NDS - رموز تعريف ARM CP15؛ مارتن كورث
  20. ↑ وحدات التحكم الدقيقة STR9 ARM9؛ شركة STMicroelectronics.
  21. ↑ "عائلة معالجات NS9210/NS9215 ذات 32 بت NET+ARM" (ملف PDF) . ديجي إنترناشونال .
الوثائق الرسمية لـ ARM9
بطاقات مرجعية سريعة
  • التعليمات: الإبهام ( 1 )، الذراع والإبهام-2 ( 2 )، متجه النقطة العائمة ( 3 )
  • رموز العمليات: Thumb ( 1 , 2 ), ARM ( 3 , 4 ), توجيهات GNU Assembler 5 .