Az Advanced RISC Machine vagy az Acorn RISC Machine olyan architektúra, amely különböző számítási architektúrákat tartalmaz, amelyek különböző környezetekben használhatók.
A 32 bites és a 64 bites itt használható különböző számítógépes processzorokban. Ez az architektúra a CPU-val, a rendszerben lévő különböző chipekkel és a különböző regiszterekben való használatra van megadva.
A csökkentett utasításkészletű számítástechnika segít a rendszer számára többféle célra használható utasítások létrehozásában. Az okostelefonok, a mikroszámítógépek és a beágyazott eszközök szintén ARM architektúrát használnak a regiszterekben található utasításkészlethez.
Mi az ARM architektúra?
Számos Arm-alapú eszközt használnak szerte a világon, és ezek az egyik legnépszerűbb architektúra az eszközökön belül.
Az architektúra A, R és M profilokra osztható. A profil elsősorban az alkalmazásokhoz, az R profil valós idejű, az M profil pedig a mikrovezérlőhöz való.
A profil segít fenntartani a nagy teljesítményt, és a komplex rendszer Linux vagy Windows rendszerben való futtatására szolgál. Az R-profil valós idejű követelményekkel rendelkező rendszereket ellenőrzi, és megtalálható a hálózati berendezésekben vagy a beágyazott vezérlőrendszerekben.
Az M-profilt az IOT-eszközökben használják, és szinkronizálható kis és nagy teljesítményű eszközökkel.
Az ARM architektúra összetevői
Az alábbiakban felsoroljuk az említett összetevőket:
- Az architektúrában található utasításkészlet leírja az egyes utasítások funkcióját, és elmagyarázza az utasítások kódoláson keresztüli megjelenítését a memóriában. Ezen utasítások segítségével könnyen kezelhető az architektúra és a mikroprocesszorok.
- A prioritáskódolók segítik az utasítás betöltését és a megadott regiszterben való tárolását a fájlok kezeléséhez. Ez segít a regiszterek és utasítások egyszerű azonosításában az architektúrában.
- Az architektúrában multiplexereket használnak a processzorbuszok működésének kezelésére. A komponensek viselkedési módban működnek, és a komponensek egy egységként vannak implementálva. Az entitás architektúrája a processzor alkalmazásától függően optimalizálva van, és segít a tervezés felépítésében és karbantartásában.
- A 32 bites bemeneteket az aritmetikai és logikai egység használja, amely regiszterfájlokból és shifterből származik. A kimenetek módosítása regiszter flagekben történik. Van C zászló, V zászló, S zászló és Z zászló. A mikroprocesszorban lévő 4 bites függvénybusz segítségével 16 opkód valósítható meg. A V-bit kimenet a V jelzőhöz megy, a C kimenet pedig a C jelzőhöz és így tovább.
- A Booth Multiplier Factornak 32 bites bemenetei vannak, amelyeket a regiszterfájlból lehet kezelni. A megadott kimenet szintén 32 bites, és a szorzás akkor kezdődik, amikor a bemenet aktívan dolgozik a processzorral.
- Ezenkívül egy másik szorzási szabályt használ a rendszer a 2-es komplementszámokhoz. A Booth algoritmus mind a pozitív, mind a negatív számokat ugyanolyan fontossággal kezeli, és gyorsabb szorzást hajt végre a folyamat során a 0-k és 1-ek figyelmen kívül hagyásával. A 16 óra ciklus kezeli a szorzási ciklust a rendszerben.
- A 32 bites bemeneti eltolást a Barrel Shifter segítségével ábrázoljuk. A bevitel vagy a regiszterfájlból, vagy a felhasználó által megadott adatokból történik a gyorsabb kimenet érdekében. A Shifter ezeket különböző vezérlők segítségével, illetve a rendszer funkcióival kezeli. A végrehajtandó logikai vagy aritmetikai műveletet a hordóváltó váltómezője jelzi. A mennyiség szerepel az utasítás mezőben, és akár 6 bit is lehet a regiszterben. Legfeljebb 32 bites fájlokat tesz lehetővé, és reagál balra, jobbra, aritmetikai jobbra és forgatás jobbra eltolásokra. Ez jól működik a mikroprocesszorban lévő multiplexerekkel.
- A Vezérlő egység vezérli az architektúra teljes folyamatát és irányítja a rendszer működését. Készülhet áramkörökből, vagy lehet funkciók és áramkörök kombinációja a tervezésben. Az időzítést a vezérlőegység kezeli, és a processzorban lévő állapotgép kombinációjával működik. A processzorban a működés irányítása és vezérlése a vezérlőegységből érkező jelek segítségével történik, mivel ezek a rendszer különböző komponenseihez kapcsolódnak.
- Az architektúrában található egy regiszter, amely segít a regiszterek kezelésében a megfelelő idővel a struktúrában. A rendszer megfelelő működése érdekében fontos ellenőrizni a regiszterek számát és méretét. A regiszterek feladata a fájlok kezelése és a megfelelő helyen tartása, valamint a kezdeti állapotuk ellenőrzése a processzorban.
- Az architektúrában található kivételmodell segít megismerni a rendszerben biztosított hozzáférési szinteket és a kivételek típusait a rendszerben. Kivétel elfogadásakor a rendszerben végbemenő változásokat is észreveszi. A töréspontokat a nyompontok segítségével veszik észre és rögzítik az információkat.
Előnyök
Az alábbiakban bemutatjuk az ARM Architektúra előnyeit:
- Az energiafelhasználás nagyon alacsony az architektúrában, és a kialakításuk olyan, hogy nagy feldolgozási teljesítmény mellett alacsony a fogyasztandó energia. Ezért a nagy teljesítményű eszközök ezt az architektúrát részesítik előnyben az eszközben.
- Az építészet költsége másokhoz képest sokkal alacsonyabb. Ez az ARM architektúrát népszerűvé teszi az eszközök körében. A hordozható eszközök ezt az architektúrát részesítik előnyben a rendszer teljesítménye és alacsony költségű modellje miatt.
- Az architektúrában kínált biztonság összehasonlíthatatlan másokkal. Ezenkívül először a virtualizációval álltak elő a szerkezetben. Ez segíti a rendszert abban, hogy könnyen kezelje az architektúrában zajló folyamatokat a hordozható eszközökön és a CPU által felügyelt eszközökön is.
- Manapság az architektúra 32 bites processzormegoldásokat tartalmaz, és vezérlőrendszereket tartalmaz a rendszerben. A memória védett és jól kezelt, ami segít megtakarítani a fizikai helyet és a mikroprocesszor költségeit. A légi közlekedésben, az autóiparban, az iparban, a gépiparban és sok más, kevésbé bonyolult iparágban használják.
Főkép forrása: asiatimes.com
