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2020年03月11日 | ARM架构相关学习归纳总结

2020-03-11 来源:eefocus

ARM作为一个生态不仅提供了CPU Core,还提供了一系列相关的IP,比如GIC、MMU、AMBA、CoreLink、CoreSight、Mali等等。


其他还包括Debug工具、开发工具、IDE等等。


对于整个ARM生态的架构建立一个概观,然后清除某一模块在整个生态中的位置,以及与其他模块的关系,对于理解本模块非常重要。


对于建立全局观,也是有益的。所以花点时间,浏览一下ARM支持文档,也就有意义了。

指令集有ARM(32/64位)、Thumb、Thumb-2。


根据不同应用场景,定义了不同的Profile,分别是Application、Realtime、Microcontroller三种。这三种配置和不同的指令集版本交叉,形成了不同的体系架构基础。


包括ARMv8-A、ARMv8-M、ARMv7-A、ARMv7-R、ARMv7-M、ARMv6-M、ARMv4、ARMv5等等。


在不同的体系架构下面,又有不同的细分产品。主要分为三大类Cortex-A、Cortex-R和Cortex-M。


其中Cortex-A系列是最大家族,包括Cortex-A5、Cortex-A9、Cortex-A53、Cortex-A72等等。


Cortext-R系列包括Cortex-R4、Cortex-R5、CortexR8等等。


Cortex-M系列包括Cortex-M0、Cortex-M3等等。


以Cortex-A53为例,支持ARM(32/64)、Thumb、Thumb-2三种指令集,属于v8版本指令集,使用A Profile。

 


A ProfileR ProfileM Profile
ARMv8 ARMv8-A
 ARMv8-M
ARMv7 ARMv7-AARMv7-R 

ARMv7-M 

(Cortex-M3)

ARMv6

 ARMv6-M

(Cortex-M0)

ARMv4/5   (ARM7/ARM9/ARM10等等)

相关资料包括:

《ARMv8-A Reference Manual》:http://infocenter.arm.com/help/topic/com.arm.doc.ddi0487b.b/DDI0487B_b_armv8_arm.pdf

《ARM® Cortex®-A53 MPCore Processor Technical Reference Manual Revision: r0p4》:http://infocenter.arm.com/help/topic/com.arm.doc.ddi0500g/DDI0500G_cortex_a53_trm.pdf

相关阅读:

《阅读Cortex-A53 Technical Reference Manual笔记》


阅读GIC-500 Technical Reference Manual笔记》


阅读ARM Memory(L1/L2/MMU)笔记》


4. AMBA(Advanced Microcontroller Bus Architecture)

AMBA是SoC内功能块连接和管理总线的总称,包括APB、AHB/APB-Lite、AXI、ACE等等。

协议的版本包括AMBA2、AMBA3(ATB/APB/AHB-Lite/AXI)、AMBA4(AXI/ACE/APB4/ATB4/AXI4/AXI4-Stream)、AMBA5(AHB5/CHI)。


APB:Advanced Peripheral Bus,用于低带宽的外设之间的连接。


AHB/AHB-Lite:Advanced High Performance Bus,用于高速器件之间的连接,比如DMA、DRAM等等。


AXI:Advanced eXtensible Interface,用于SoC中多主从连接。


ATB:Advanced Trace Bus,用于芯片建传输Trace数据。


ACE:AXI Coherency Extensions,多用于big.LITTLE架构。


CHI:Coherent Hub Interface,多用于服务器与网络应用所需要的高可扩展性SoC。

 

5. MALI图形处理器

MALI是ARM提供的GPU,包括高性能的G72、G71、T760、T860;高效率的G51、T820、T720;低功耗的Mali-400、Mali-450、Mali-470。


MALI系列IP除了GPU,还包括Display Processing(Mali-DP500、Mali-DP550、Mali-DP650、Mali-DP71)、Video Processing(Mali-V500、Mali-V550、Mali-V61)、Camera (Mali-C71)等等图形与多媒体IP。

 

6. CoreLink控制器和外设

CoreLink是一系列控制器和外设的总称,处理上面介绍的GIC和MMU之外,还包括DMA、DMC、NIC、L2 Cache等等。


 DMAC(DMA Controller):DMA控制器,包括DMA-330。


L2C Controller:L2 Cache的控制器,包括L2C-210、L2C-220、L2C-310。


下表典型的L1/L2/L3/L4大小与读取时间表:

DMC(Dynamic Memory Controller):动态内存控制器,也即DDR颗粒的控制器,包括DMC-34x、DMC-400、DMC-500、DMC-520、DMC-620。


SMC(Static Memory Controller):静态存储控制器,支持SRAM、NAND的控制器。包括SMC-35x。


CCI(Cache Coherent Interconnect):保证互联Cache一致性,包括CCI-400、CCI-500CCI-550。


CCN(Cache Coherent Network):包括CCN-502、CCN-504、CCN-508。


NIC(Network Interconnect):包括NIC-301、NIC-400、NIC-450。


7. CoreSight和ETM

 CoreSight主要用于SoC的跟踪和调试,提高系统对外的可见性。


ETM(Embedded Trace Macrocell)是嵌入式跟踪宏单元,提供跟踪指令/数据的跟踪功能。

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