Lựa Chọn Bộ Xử Lý Cortex-M

Lựa Chọn Bộ Xử Lý Cortex-M

Mục Lục

🔍 Lịch Sử của Bộ Xử Lý Cortex-M
🔍 Bộ Xử Lý Cortex-M: Mô Hình Lập Trình Cơ Bản
🔍 Bản Đồ Bộ Nhớ
🔍 Đơn vị Bảo Vệ Bộ Nhớ (MPU)
🔍 Bộ Điều Khiển Ngắt Lồng Ghép Vectored (NVIC)
🔍 Tiết Kiệm Năng Lượng
🔍 Tiêu Chuẩn Giao Diện Phần Mềm Bộ Điều Khiển Microcontroller (CMSIS)
🔍 Sự Khác Biệt Giữa Các Bộ Xử Lý Cortex-M
🔍 Hiệu Suất Cortex-M
🔍 Ứng Dụng Mục Tiêu của Các Lõi Bộ Xử Lý Cortex-M

📜 Lịch Sử của Bộ Xử Lý Cortex-M

Trong lịch sử, sản phẩm bộ xử lý thành công từ ARM là ARM7TDMI, một bộ xử lý 32-bit được sử dụng rộng rãi từ điện thoại di động đời đầu đến các hệ thống Game. Khác biệt của ARM7TDMI so với các bộ xử lý 32-bit truyền thống khác là việc hỗ trợ Hai bộ chỉ thị, một gọi là bộ chỉ thị ARM với các chỉ thị 32-bit và một gọi là Thumb với chỉ thị 16-bit. Bằng cách cho phép cả hai bộ chỉ thị này được sử dụng, ARM7TDMI đã tăng mật độ mã rất nhiều.

📜 Bộ Xử Lý Cortex-M: Mô Hình Lập Trình Cơ Bản

Mô hình lập trình cơ bản của Cortex-M đơn giản và đồng nhất. Có tổng cộng 16 thanh ghi 32-bit, trong đó thanh ghi cuối cùng có một số sử dụng đặc biệt. R13 là con trỏ ngăn xếp, lưu ý rằng con trỏ ngăn xếp được phân chia thành ngăn xếp chính và con trỏ ngăn xếp quá trình. R14 là thanh ghi liên kết lưu địa chỉ trở lại khi gọi một hàm và R15 là bộ đếm chương trình.

📜 Bản Đồ Bộ Nhớ

Không gian bộ nhớ tuyến tính 4 gigabyte là chung cho tất cả các bộ xử lý Cortex-M và tất cả các vị trí đều có thể truy cập bằng phần mềm. Nó được phân chia thành một số khu vực bộ nhớ được gán cho các loại sử dụng thông thường.

📜 Đơn vị Bảo Vệ Bộ Nhớ (MPU)

Đơn vị Bảo vệ Bộ Nhớ (MPU) có sẵn cho Cortex-M0 Plus, M3, M4 và M7 và có thể được sử dụng để xác định quyền truy cập bộ nhớ vào các loạt bộ nhớ khác nhau có thể được xác định.

📜 Bộ Điều Khiển Ngắt Lồng Ghép Vectored (NVIC)

NVIC cho phép thời gian phản ứng ngắn đối với ngắt bằng cách cho phép chuỗi đuôi của các ngắt. NVIC xử lý tự động việc lưu trữ và khôi phục các thanh ghi được sử dụng bởi dịch vụ ngắt.

📜 Tiết Kiệm Năng Lượng

Cortex-M tích hợp cơ chế gating clock kiến trúc, cho phép thiết kế hiệu quả năng lượng. Có nhiều chỉ thị cũng như các bit trạng thái có thể giúp cả phần mềm và phần cứng tối ưu hóa hệ thống của họ cho tiết kiệm năng lượng.

📜 Tiêu Chuẩn Giao Diện Phần Mềm Bộ Điều Khiển Microcontroller (CMSIS)

CMSIS là một lớp trừu tượng phần cứng độc lập với nhà sản xuất cho dòng bộ xử lý Cortex-M. Nó chuẩn hóa các giao diện phần mềm trên tất cả các sản phẩm của ARM, giảm chi phí phát triển phần mềm đáng kể.

📜 Sự Khác Biệt Giữa Các Bộ Xử Lý Cortex-M

Sự khác biệt quan trọng giữa các bộ xử lý Cortex-M là sự hỗ trợ của bộ chỉ thị. Cortex-M0 và M0 Plus có tập lệnh nhỏ nhất với chỉ 56 chỉ thị. Cortex-M3, M4 và M7 cung cấp thêm chỉ thị, điều này có thể hữu ích cho các ứng dụng xử lý tín hiệu số.

📜 Hiệu Suất Cortex-M

Hiệu suất của các bộ xử lý Cortex-M thường được đo bằng cách sử dụng các chỉ số chuẩn như CoreMark hoặc Dhrystone. Cortex-M7 có hiệu suất cao nhất trong dòng, với khả năng đạt đến 5 CoreMarks mỗi megahertz.

📜 Ứng Dụng Mục Tiêu của Các Lõi Bộ Xử Lý Cortex-M

Các lõ