Introdução do ARM:

ARM significa Advanced RISC (computador com conjunto de instruções reduzido). A ARM começou como parte dos fabricantes Acorn do computador BCC e agora projeta chips para o iPad da Apple. O primeiro ARM foi estabelecido na Universidade de Cambridge em 1978. Os computadores do grupo Acorn desenvolveram o primeiro processador RISC comercial ARM em 1985. ARM foi fundado e muito popular em 1990. O ARM usava mais de 98% dos telefones celulares em 2007 e 10 bilhões de processadores foram vendidos em 2008. ARM é a tecnologia mais recente, substituída por microcontroladores e microprocessadores. Basicamente, o ARM é um processador ou controlador de 16/32 bits. ARM é o coração de produtos digitais avançados, como telefones celulares, sistemas automotivos, câmeras digitais e redes domésticas e tecnologias sem fio.

Diagrama Geral de Chip ARM

Por que o ARM é mais popular:

ARM é o processador mais popular, particularmente usado em dispositivos portáteis devido ao seu baixo consumo de energia e desempenho razoável.
ARM tem melhor desempenho quando comparado a outros processadores. O processador ARM consiste basicamente em baixo consumo de energia e baixo custo. É muito fácil usar o ARM para o desenvolvimento rápido e eficiente de aplicativos, portanto, essa é a principal razão pela qual o ARM é mais popular.

Introdução às famílias de arquitetura ARM:

Famílias de arquitetura ARM

Recursos de diferentes versões do ARM:

Versão 1:

A arquitetura ARM versão um:

Interrupções de software
Barramento de endereço de 26 bits
O processamento de dados é lento
Ele suporta operações de carregamento de bytes, palavras e várias palavras

Versão 2:

Barramento de endereço de 26 bits
Instruções automáticas para sincronização de thread
Suporte a coprocessador

Versão 3:

Endereçamento de 32 bits
Suporte a vários dados (como 32 bits = 32 * 32 = 64).
Mais rápido que o ARM versão 1 e versão 2

Versão 4:

Espaço de endereço de 32 bits
Sua variante T de suporte: conjunto de instruções THUMB de 16 bits
Ele suporta a variante M: multiplicação longa significa que dá um resultado de 64 bits

Versão 5:

Intercomunicação ARM THUMB aprimorada
Suporta instruções CCL
Suporta variante E: conjunto de instruções DSP aprimorado
Ele suporta a variante S: aceleração da execução de código de bytes Java

Versão 6:

Sistema de memória aprimorado
Suporta uma única instrução, múltiplos dados

Nomenclatura ARM:

Existem diferentes versões de ARM, como ARMTDMI, ARM10XE, o significado de TDMI e XE é dado abaixo:

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

X - Família
Y - gerenciamento de memória
Z - Cache
T - decodificador THUMB de 16 bits
D - Depuração JTAG
M - multiplicador rápido
I - macrocélula ICE incorporada
E - Instrução Avançada
J - Jazelle (Java)
F - Unidade de ponto flutuante vetorial
S - versão sintetizável

Arquitetura ARM:

ARM é uma arquitetura de computador com conjunto de instruções que reduz a carga e armazenamento, o que significa que o núcleo não pode operar diretamente com a memória. Todas as operações de dados devem ser feitas por registros com as informações que estão localizadas na memória. Executar a operação de dados e armazenar o valor de volta na memória. ARM consiste em 37 conjuntos de registros, 31 são registros de uso geral e 6 são registros de status. O ARM usa sete modos de processamento que são usados para executar a tarefa do usuário.

Modo de usuário
Modo FIQ
Modo IRQ
Modo SVC
Modo INDEFINIDO
Modo ABORT
Modo THUMB

O modo de usuário é um modo normal que possui o menor número de registros. Não tem SPSR e acesso limitado ao CPSR. O FIQ e o IRQ são os dois modos de interrupção causados pela CPU. O FIQ está processando a interrupção passada e o IRQ é uma interrupção difamada. O modo FIQ tem cinco registradores adicionais em banco para fornecer mais flexibilidade e alto desempenho quando interrupções críticas estão sendo tratadas. O modo Supervisor é o modo de interrupção do software do processador para inicialização ou reinicialização. O modo indefinido captura instruções ilegais que são executadas. O núcleo ARM consiste em barramento de dados de 32 bits e fluxo de dados mais rápido. No modo THUMB, os dados de 32 bits são divididos em 16 bits e aumenta a velocidade de processamento.

Alguns dos registros são reservados em cada modo para uso específico do núcleo. Os registros reservados são

SP (ponteiro de pilha).
LR (registro de link).
PC (contador de programa).
CPSR (registro de status do programa atual).
SPSR (registro de status do programa salvo).

Os registros reservados são usados para funções específicas. O SPSR e o CPSR contêm os bits de controle de status de propriedades específicas. Essas propriedades definem o modo de operação, sinalizador de status da ALU, sinalizadores de habilitação ou desabilitação de interrupção. O núcleo ARM está operando em dois estados: estado de 32 bits ou estado THUMBS.

Registros de seleção de modo ARM

Medição de temperatura baseada no braço:

A temperatura é o parâmetro mais importante em aplicações industriais. A precisão de medição e controle é muito essencial. Mais transformadores industriais são danificados por alta tensão e sobrecarga e alta temperatura. A precisão da temperatura medida e controlada é altamente exigente. Este projeto foi desenvolvido para fazer a interface do sensor de temperatura com um microcontrolador baseado em ARM.

Controlador de temperatura industrial

Procedimento de trabalho:

O LPC2148 é uma CPU ARM7 de 16/32 bits . O sensor de temperatura LM35 é um sensor analógico, conectado ao canal analógico do microcontrolador LPC2148. Os valores de temperatura difamados são pré-programados no microcontrolador. O LCD gráfico é conectado aos pinos de saída do microcontrolador. O sensor de temperatura monitora a temperatura a cada segundo. Quando a temperatura aumenta devido à sobrecarga, o sensor envia o sinal analógico para o microcontrolador. O microcontrolador dá os alertas através da campainha e do display LCD. O LCD exibe a temperatura na tela. Este aplicativo é usado em indústrias para fins de segurança.