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 embedded ARM Mikroprozessoren

ARM - beliebte Prozessoren für jede Anwendung

Hintergrund:

Neue Generation von ARM Prozessoren: Cortex A8 A9 Architektur.
Basierend auf dem leistungsfähigen ARMv7 Echtzeitprofil gibt es neue Prozessor-Cores für mobile Geräte. Die Leistungsmerkmale der Cortex Cores sind etwas oberhalb der ARM9 Prozessoren angesiedelt, und werden über Zeit diese Architektur ablösen.

Für den Einsatz im Automobil sind Cortex A8 / A9 basierte SOC systems on chip schon so etwas wie die Standardcores geworden. Kaum noch ein Hersteller hat keinen leistungsfähigen Chip mit Graphikprozessor, ARM core 600 MHz oder schneller, gerne auch Dual-Core und mit Cortex A15 sind die ersten Quad-Cores angekündigt. Selbst die bislang gegen ARM etwas zögerlichen Japaner sind aufgesprungen: Fujitsu Emerals oder Toshiba Capricorn-H und selbst Renesas hat ein Eisen im Feuer. Wunderdinge leistet Texas Instruments, neben dem Cortex A8 sind in einigen Chips auch einige Cortex M3 verbaut, sowie der bei TI obligatorische DSP. Das Ganze bietet dann eine zum Beispiel eine Ein-Chip Lösung für Infotainmen im Automobil.

Innovative Konzepte bringen ARM Architektur weiter: So hat zum Beispiel Flextronic - unabhängige Hardware-Schmiede, die je nach Bedarf X-box für Microsoft oder Handys für Nokia fertigt, auch eine Design-Abteilung mit ARM-Lizenz. Damit ist der Hardware-Fertiger in der Lage, schlüsselfertige Einchip-Systeme (SOC) anzubieten, und durch Expertise einen entsprechenden Zeitvorsprung für Auftragsarbeiten herauszuholen, der gerade bei kurzem Time-to-Market ausschlaggebend ist.

Advanced Risc Machines ist durch einfachen Aufbau und effiziente Codierung 16/32-bit, Thumb, zu einem wichtigen Lieferanten für Mikroprozessor Systemlösungen geworden, denn lizensierbare Core IP hilft vielen Herstellern bei der Umsetzung ihrer Produktidee. ARM macht durch viele Varianten und weite Durchdringung der verschiedenen Anwendungsgebiete wett, was andere Architekturen durch die Macht eines einzelnen Herstellers versuchen: Marktbeherrschung in den entsprechenden Segmenten.

ARM Entwicklungstools existieren von vielen Toolanbietern, hier kommt es auf einen guten Support der von Ihnen gewählten Implementierung an. ARM selbst hat eine Tools Abteilung, aber es gibt auch Hersteller aus China, die brauchbare Billigwerkzeuge auf den europäischen Markt werfen. ARM macht es durch die oft angebotene Embedded Trace Macrocell nicht besonders schwierig, leistungsfähige JTAG-basierende Trace tools zu bauen, die in vielen Bereichen die traditionellen ICE-In Circuit Emulatoren vollständig ersetzt haben.

Background:

Providing processors for mobile devices has turned ARM into the most popular architecture, by number of processors in the field. New ARM Architectures aim at more price- and power-sensitive markets. Supposed to be based on ARM7TDMI, the smaller and less power hungry chips may come out below 1$.

In the late 90s the ARM7 opened new ways for embedded designs, especially the most wanted low cost Ethernet connection which was lacking on the overpowered Motorola MPC 603 at the time. Now ARM 9 is popular with advanced applications, and ARM put effort into making it easy to debug, one embedded debug cell option includes on-chip real-time trace with trace memory. On another front, organizer-maker Palm twisted Motorola's arm so they made ARM 7 for next generation Palm Pilots. In 2001 ARM bought Noral, a UK-based emulator vendor, to not rely too much on third party products for crucial development tools. After emulators have given way to JTAG-based debugging tools, these also find their limits which only can be solved by more debugging resources on-chip. Newer developments around ARM involve SOC integration with an FPGA, but there is also the spawning of re-engineered or emulated ARM cores.

Today ARM is the most widely used architecture, and they keep extending their offering, most recently by introduction of the Cortex architecture, more powerful with operating frequencies starting at 400 MHz, and low power, low footprint capabilities, as well as code compatibility thanks to Thumb-2.

Examples of the latest offspring Cortex A9 are the OMAP4 SOC by Texas Instruments, i.MX53 and i.MX61 by Freescale, as well as the Fujitsu Emerald, Toshiba Capricorn-H, which all are capable of running fully featured operating systems with support of up to 4 displays to allow a smooth and crisp user experience for premium cars and high-powered mobile devices.

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