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ARM Cortex-Rは、 ARM Ltd.がライセンス供与する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ーです。これらのコアは、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最適化されています。このファミリーのコアは、3つのアーキテクチャプロファイルのうちの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ファミリーが実装するアプリケーション（A）プロファイルと、 Cortex-Mファミリーが実装するマイクロコントローラ（M）プロファイルです。ARM Cortex-Rマイクロプロセッサファミリーは現在、Cortex-R4（F）、Cortex-R5（F）、Cortex-R7（F）、Cortex-R8（F）、Cortex-R52（F）、Cortex-R52+（F）、およびCortex-R82（F）で構成されています。
ARM Cortex-Rは、ARMアーキテクチャのRプロファイルを実装したARMコアのファミリーです。このプロファイルは、高性能なハードリアルタイムおよび安全性が重視される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プロファイルと似ていますが、耐障害性を高め、ハードリアルタイムおよび安全性が重視される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。
リアルタイム機能および安全性が重要な機能として、以下のものが追加されました。
Armv8-Rアーキテクチャは、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を備えています。MPUベースの変換処理が2段階で行われ、ハイパーバイザの制御下で複数のオペレーティングシステムを互いに分離することが可能です。
2020年9月4日に発表されたR82 [ 1 ]以前のCortex-Rファミリーには、メモリ管理ユニット（MMU）がありませんでした。R82以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、従来、MMUがないことを欠点ではなく利点とみなしてきました。[ 1 ] R82では、LinuxのようなページングOSと従来のRTOSを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を利用し、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上でMMUを直接変換モードに固定します。[ 1 ]
Arm Holdingsは、自社設計に基づくCPUデバイスの製造や販売は行わず、コア設計を希望する企業にライセンス供与しています。ARMは、費用や成果物が異なる様々なライセンス条件を提供しています。すべてのライセンス取得者に対し、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を搭載した製造済みシリコンの販売権を提供します。
集積回路メーカー（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。この形式により、アーキテクチャレベルの最適化や拡張が可能になります。これにより、メーカーはクロック速度の向上、超低消費電力、命令セットの拡張、サイズ最適化、デバッグサポートなど、独自の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および関連ドキュメントを参照してください。
Cortex-Rは、極めて低いレイテンシや高い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かつ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挙げられます。このシステムは、膨大なセンサーデータ入力に対して高速かつ応答性が高いだけでなく、人間の安全も担っています。このようなシステムの不具合は、重傷や死亡事故につながる可能性があります。
ハードリアルタイム処理や安全性が極めて重要なアプリケーションのその他の例としては、以下のようなものがあります。
ARM Cortex-R52+ プロセッサ IP コアは、2024 年 4 月 22 日に、以下の要件への準拠の認証を取得しました。[ 2 ]
ARM Cortex-R5およびCortex-R5FプロセッサIPコアは、2024年3月22日に以下の要件への準拠の認証を取得しました。[ 3 ]
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