ARM コアテックス

ARM コアテックス
	メディアテック MT6280A ARM Cortex-R4
一般情報
デザイン：	アーム株式会社
アーキテクチャと分類
命令セット	ARMv7-R、ARMv8-R、; ARM (32 ビット)、; ARM (64 ビット)、; Thumb (16 ビット)

ARM Cortex-Rは、 Arm Ltdによってライセンス供与された32 ビットおよび64 ビット RISC ARMプロセッサコアのファミリです。コアは、ハードリアルタイムおよびセーフティクリティカルなアプリケーション向けに最適化されています。このファミリのコアは、3 つのアーキテクチャプロファイルの 1 つである ARM リアルタイム (R) プロファイルを実装しています。他の 2 つは、Cortex-Aファミリによって実装されるアプリケーション (A) プロファイルと、 Cortex-Mファミリによって実装されるマイクロコントローラ (M) プロファイルです。ARM Cortex-R ファミリのマイクロプロセッサは現在、ARM Cortex-R4(F)、ARM Cortex-R5(F)、ARM Cortex-R7(F)、ARM Cortex-R8(F)、ARM Cortex-R52(F)、ARM Cortex-R52+(F)、および ARM Cortex-R82(F) で構成されています。

概要

ARM Cortex-R は、ARM アーキテクチャの R プロファイルを実装する ARM コアのファミリです。このプロファイルは、高性能のハードリアルタイムおよび安全性が重要なアプリケーション向けに設計されています。アプリケーション処理用の A プロファイルに似ていますが、耐障害性を高め、ハードリアルタイムおよび安全性が重要なアプリケーションでの使用に適した機能が追加されています。

追加されたリアルタイムおよび安全性が重要な機能は次のとおりです。

密結合メモリ（高速アクセスが保証された非キャッシュメモリ）
ハードウェアでの例外処理の強化
ハードウェア分割命令
メモリ保護ユニット (MPU)
決定論的割り込み処理と高速なマスク不可能割り込み
L1キャッシュとバス上のECC
CPUフォールトトレランスのためのデュアルコアロックステップ

Armv8-R アーキテクチャには、Armv7-A アーキテクチャで導入されたものと同様の仮想化機能が含まれています。ハイパーバイザーの制御下で複数のオペレーティングシステムを相互に分離できるように、2 段階の MPU ベースの変換が提供されます。

2020年9月4日に導入されたR82より前^[1] 、 Cortex-Rファミリにはメモリ管理ユニット（MMU）がありませんでした。R82より前のモデルは仮想メモリを使用できなかったため、フル機能のLinuxなどの多くのアプリケーションには適していませんでした。^[1]しかし、完全な制御を重視する多くのリアルタイムオペレーティングシステム（RTOS）は、伝統的にMMUの欠如をバグではなく機能と見なしてきました。 ^[1] R82では、従来のRTOSをLinuxなどのページングOSと並行して実行できる可能性があります。Linuxは柔軟性のためにMMUを活用し、RTOSはリアルタイム機能の完全な予測可能性を維持するために、RTOSに割り当てられたページでMMUを直接変換モードにロックします。^[1]

ARMライセンス

Arm Holdings は、自社設計に基づく CPU デバイスの製造も販売も行わず、コア設計を関心のある当事者にライセンス供与しています。ARM は、コストと成果物が異なるさまざまなライセンス条件を提供しています。すべてのライセンシーに対して、ARM は ARM コアの統合可能なハードウェア記述、完全なソフトウェア開発ツールセット、およびARM CPU を含む製造シリコンの販売権を提供します。

シリコンカスタマイズ

統合デバイスメーカー (IDM) は、ARM プロセッサIPを合成可能な RTL ( Verilogで記述)として受け取ります。この形式では、アーキテクチャレベルの最適化と拡張を実行できます。これにより、メーカーは、クロック速度の向上、消費電力の低減、命令セットの拡張、サイズの最適化、デバッグサポートなどのカスタム設計目標を達成できます。特定の ARM CPU チップにどのコンポーネントが含まれているかを確認するには、メーカーのデータシートと関連ドキュメントを参照してください。

アプリケーション

Cortex-R は、非常に低いレイテンシや高いレベルの安全性が求められるコンピュータ制御システムでの使用に適しています。ハードリアルタイムで安全性が極めて重要なアプリケーションの例としては、自動車の最新の電子ブレーキシステムがあります。このシステムは、大量のセンサーデータ入力に対して高速かつ応答性が必要なだけでなく、人間の安全も担っています。このようなシステムに障害が発生すると、重傷や死亡につながる可能性があります。

ハードリアルタイムおよび/または安全性が重要なアプリケーションのその他の例としては、次のものがあります。

参照

参考文献

^ abcd Salter, Jim (2020年9月9日). 「Armの新しいCortex-R82は、同社初の64ビットリアルタイムプロセッサです」。arstechnica.com。Ars Technica 。 2020年9月11日閲覧。

外部リンク

ARM Cortex-R 公式ドキュメント

ARM Cortex-R 公式サイト

移行中

MIPS から ARM への移行 – arm.com
PPC から ARM への移行 – arm.com
IA-32 (x86-32) から ARM への移行 – arm.com

他の

CORTEX-R と CORTEX-M

[Salter2020-1] Salter, Jim (2020年9月9日). 「Armの新しいCortex-R82は、同社初の64ビットリアルタイムプロセッサです」。arstechnica.com。Ars Technica 。 2020年9月11日閲覧。