Giới thiệu về ARM:

ARM là viết tắt của Advanced RISC (máy tính tập lệnh giảm). ARM bắt đầu hoạt động như một phần của các nhà sản xuất Acorn của máy tính BCC và hiện đang thiết kế chip cho Apple iPad. ARM đầu tiên được thành lập tại Đại học Cambridge vào năm 1978. Các máy tính của tập đoàn Acorn đã phát triển bộ vi xử lý RISC thương mại ARM đầu tiên vào năm 1985. ARM được thành lập và rất phổ biến vào năm 1990. ARM sử dụng hơn 98% điện thoại di động vào năm 2007 và 10 hàng tỷ bộ vi xử lý được xuất xưởng vào năm 2008. ARM là công nghệ mới nhất được thay thế bởi vi điều khiển và vi xử lý. Về cơ bản ARM là Bộ xử lý hoặc Bộ điều khiển 16 bit / 32 bit. ARM là trái tim của các sản phẩm kỹ thuật số tiên tiến như điện thoại di động, hệ thống máy ảnh kỹ thuật số, mạng gia đình và công nghệ không dây.

Sơ đồ chip ARM chung

Tại sao ARM phổ biến nhất:

ARM là bộ xử lý phổ biến nhất, đặc biệt được sử dụng trong các thiết bị di động do tiêu thụ điện năng thấp và hiệu suất hợp lý.
ARM đã có hiệu suất tốt hơn khi so sánh với các bộ vi xử lý khác. Bộ xử lý ARM về cơ bản bao gồm tiêu thụ điện năng thấp và chi phí thấp. Rất dễ sử dụng ARM để phát triển ứng dụng nhanh chóng và hiệu quả, đó là lý do chính tại sao ARM lại được ưa chuộng nhất.

Giới thiệu về họ kiến trúc ARM:

Gia đình kiến trúc ARM

Tính năng của các phiên bản ARM khác nhau:

Phiên bản 1:

Kiến trúc ARM phiên bản một:

Phần mềm gián đoạn
Xe buýt địa chỉ 26 bit
Xử lý dữ liệu chậm
Nó hỗ trợ các hoạt động tải byte, từ và nhiều từ

Phiên bản 2:

Xe buýt địa chỉ 26 bit
Hướng dẫn tự động để đồng bộ hóa chuỗi
Hỗ trợ đồng xử lý

Phiên bản 3:

Định địa chỉ 32-bit
Hỗ trợ nhiều dữ liệu (như 32 bit = 32 * 32 = 64).
Nhanh hơn ARM phiên bản1 và phiên bản 2

Phiên bản 4:

Không gian địa chỉ 32 bit
Biến thể T hỗ trợ của nó: tập lệnh THUMB 16 bit
Nó hỗ trợ biến thể M: nhân dài có nghĩa là cho kết quả 64-bit

Phiên bản 5:

Cải thiện kết nối ARM THUMB
Nó hỗ trợ hướng dẫn CCL
Nó hỗ trợ biến thể E: Bộ hướng dẫn DSP nâng cao
Nó hỗ trợ biến thể S: Tăng tốc thực thi mã byte Java

Phiên bản 6:

Cải thiện hệ thống bộ nhớ
Nó hỗ trợ một lệnh đơn nhiều dữ liệu

Danh pháp ARM:

Có các phiên bản khác nhau của ARM, như ARMTDMI, ARM10XE, ý nghĩa của TDMI và XE được đưa ra dưới đây:

ARM {X} {Y} {Z} {T} {D} {M} {I} {E} {J} {F} {S}

X - Gia đình
Y - Quản lý bộ nhớ
Z - Bộ nhớ đệm
Bộ giải mã T - THUMB 16-bit
D - Gỡ lỗi JTAG
M - Hệ số nhân nhanh
I - ICE macrocell được nhúng
E - Chỉ dẫn nâng cao
J - Jazelle (Java)
F - Đơn vị dấu phẩy động vectơ
S - Phiên bản có thể tổng hợp

Kiến trúc ARM:

ARM là một kiến trúc máy tính tập lệnh giảm tải, nó có nghĩa là lõi không thể hoạt động trực tiếp với bộ nhớ. Tất cả các hoạt động dữ liệu phải được thực hiện bởi các thanh ghi với thông tin nằm trong bộ nhớ. Thực hiện hoạt động của dữ liệu và lưu trữ giá trị trở lại bộ nhớ. ARM bao gồm 37 tập thanh ghi, 31 là thanh ghi đa năng và 6 là thanh ghi trạng thái. ARM sử dụng bảy chế độ xử lý được sử dụng để chạy tác vụ của người dùng.

Chế độ người dùng
Chế độ FIQ
Chế độ IRQ
Chế độ SVC
Chế độ UNDEFINED
Chế độ ABORT
Chế độ THUMB

Chế độ người dùng là chế độ bình thường có số lượng thanh ghi ít nhất. Nó không có SPSR và quyền truy cập hạn chế vào CPSR. FIQ và IRQ là hai chế độ gây ra gián đoạn của CPU. FIQ đang xử lý ngắt trong quá khứ và IRQ là ngắt bị vu khống. Chế độ FIQ có thêm năm thanh ghi có ngân để cung cấp tính linh hoạt hơn và hiệu suất cao hơn khi xử lý các ngắt quan trọng. Chế độ Người giám sát là chế độ ngắt phần mềm của bộ xử lý để khởi động hoặc thiết lập lại. Chế độ không xác định bẫy các hướng dẫn bất hợp pháp được thực thi. Lõi ARM bao gồm bus dữ liệu 32 bit và luồng dữ liệu nhanh hơn. Trong chế độ THUMB, dữ liệu 32 bit được chia thành 16 bit và tăng tốc độ xử lý.

Một số thanh ghi được dành riêng trong từng chế độ để lõi sử dụng cụ thể. Các đăng ký dành riêng là

SP (con trỏ ngăn xếp).
LR (liên kết đăng ký).
PC (bộ đếm chương trình).
CPSR (thanh ghi trạng thái chương trình hiện tại).
SPSR (thanh ghi trạng thái chương trình đã lưu).

Các thanh ghi dành riêng được sử dụng cho các chức năng cụ thể. SPSR và CPSR chứa các bit điều khiển trạng thái của các thuộc tính cụ thể. Các thuộc tính này xác định chế độ hoạt động, cờ trạng thái ALU, cờ bật hoặc tắt ngắt. Lõi ARM đang hoạt động ở hai trạng thái là trạng thái 32-bit hoặc trạng thái THUMBS.

Thanh ghi lựa chọn chế độ ARM

Đo nhiệt độ dựa trên ARM:

Nhiệt độ là thông số quan trọng nhất trong các ứng dụng công nghiệp. Độ chính xác của đo lường và kiểm soát là rất cần thiết. Nhiều máy biến áp công nghiệp bị hư hỏng do điện áp cao và quá tải và nhiệt độ cao. Yêu cầu cao về độ chính xác của nhiệt độ được đo và kiểm soát. Dự án này được thiết kế để giao diện cảm biến nhiệt độ với vi điều khiển dựa trên ARM.

Bộ điều khiển nhiệt độ công nghiệp

Quy trình làm việc:

LPC2148 là CPU ARM7 16/32 bit . Cảm biến nhiệt độ LM35 là một cảm biến tương tự, được kết nối với kênh tương tự của vi điều khiển LPC2148. Các giá trị nhiệt độ bị vu khống được lập trình sẵn trong bộ vi điều khiển. Màn hình LCD đồ họa được kết nối với các chân đầu ra của vi điều khiển. Cảm biến nhiệt độ theo dõi nhiệt độ mỗi giây. Khi nhiệt độ tăng lên do quá tải thì cảm biến sẽ gửi tín hiệu tương tự đến vi điều khiển. Bộ vi điều khiển đưa ra các cảnh báo thông qua bộ rung và màn hình LCD. Màn hình LCD hiển thị nhiệt độ trên màn hình. Ứng dụng này được sử dụng trong các ngành công nghiệp với mục đích an toàn.