Arquitetura arm

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A Arquitetura ARM
MC722 - Projeto de Sistemas Computacionais
Pedro Henrique Gomes

Tatiane Silvia Leite

Uirauna Imirim Caetano

RA 024844

RA 025217

RA 025336

INTRODUCAO
¸˜

1.

• Instru¸˜es de trˆs endere¸os;
co
e
c

A arquitetura ARM (Advanced RISC Machines) come¸ou
c
como um projeto em 1983 na Arcon Computers de Cambridge, Inglaterra, para desenvolver umprocessador que
fosse similar ao j´ usado MOS Technology 6502.
a
O desenvolvimento da primeira vers˜o foi terminado em
a
1985, chamado ARM1. Esta arquitetura n˜o chegou ao
a
mercado e a Arcon continuou no desenvolvimento, terminando no ano seguinte a segunda vers˜o, chamada de
a
ARM2.
Al´m do 6502, a arquitetura ARM tem uma grande hee
ran¸a do processador Berkeley RISC1, como instru¸˜es de
c
cotamanho fixo (32 bits), formato das instru¸˜es e a arquico
tetura load-store. Apesar disso, a Arcon optou por ter
instru¸˜es multi-ciclo, ao contrario do RISC1.
co
Em sua ´poca, o ARM2 era o processador de 32 bits
e
mais simples no mercado, com apenas 30.000 transistores,
mas ainda assim superava o desempenho de muitos processadores (RISC ou CISC) mais complexos, como o 286 da
Intel.
Odesenvolvimento continuou, e o nome original (Arcon
RISC Machine) deixado de lado quando a ARM Ltda. foi
criada e assumiu as patentes e o desenvolvimento da arquitetura ARM. Atualmente a arquitetura j´ conta com
a
sua 11a vers˜o, mas as vers˜es antigas ainda s˜o usadas e
a
o
a
desenvolvidas, j´ que o uso de cada fam´ ´ voltado para
a
ılia e
um nicho de mercado.
Existem tamb´m v´riasextens˜es especializadas para ale
a
o
guma fun¸˜o ou processamento, como o Jazelle e o Thumb.
ca

1.1

• Capacidade de executar instru¸˜es de 16 bits usando
co
a arquitetura Thumb;
• Baixo consumo de energia;
• Tamanho do n´cleo reduzido;
u
• At´ 16 co-processadores l´gicos.
e
o

1.2

´
Tipos de Nucleos:

• Processadores para aplicativos;
• Processadores para sistemasembarcados;
• Processadores SecurCore;

1.3

Fam´lias:
ı

• ARM7 Thumb;
• ARM9 Thumb;
• ARM9E;
• ARM10E;
• ARM11;
• SecurCore;

Principais caracter´sticas da arquitetura:
ı

• OptimoDE Data Engine;
• Processador de 32 bits;
• Cortex Family;

• 16 registradores de uso geral;

CONJUNTO DE INSTRUCOES DA AR¸˜
QUITETURA ARM

• Conjunto de instru¸˜es extens´
co
ıvel com o uso decoprocessadores;

2.

• Instru¸˜es b´sicas similares ao 6502;
co
a

A arquitetura ARM foi desenvolvida para possibilitar
implementa¸˜es muito enxutas, sem deixar de lado o alto
co
desempenho. Isso ´ poss´ pela simplicidade dos procese
ıvel
sadores ARM. Importante lembrar que implementa¸˜es peco
quenas implicam em baixo consumo de energia, o que torna
esses processadores interessantespara aplica¸˜es m´veis.
co
o
O ARM ´ tipicamente um RISC (Reduced Instruction
e
Set Computer). Algumas caracter´
ısticas interessantes das
instru¸˜es ARM:
co
• Conjunto grande e uniforme de registradores;
1

• Arquitetura de LOAD / STORE. Opera¸˜es de proco
cessamento de dados n˜o operam diretamente com o
a
conte´do da mem´ria, somente com o conte´do de
u
o
u
registradores;

•User: execu¸˜o normal de programas. Possui resca
tri¸˜es de acesso a registradores;
co
• FIQ (Fast Interrupt): suporta a transferˆncia r´pida
e
a
de dados;

• Modos de endere¸amento simples, com todos endere¸os
c
c
de load / store sendo determinados a partir dos registradores ou pelos campos da instru¸˜o;
ca

• IRQ (Interrupt): usado para manipula¸˜o de interca
rup¸˜es de prop´sitogeral;
co
o
• Supervisor: ´ um modo protegido para o sistema opee
racional;

• Uniformidade e tamanho fixo dos campos das instru¸˜es para simplificar a decodifica¸˜o de instru¸˜es;
co
ca
co

• Abort: implementa mem´ria virtual e/ou prote¸˜o
o
ca
de mem´ria;
o

• Controle sobre a ALU e sobre o shifter (deslocador)
em todas instru¸˜es de processamento de dados;
co

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