مقدمة من ARM:

ARM تعني آلة Advanced RISC (كمبيوتر مجموعة تعليمات مخفضة). بدأ ARM حياته كجزء من صانعي Acorn لأجهزة الكمبيوتر BCC والآن يصمم رقائق لجهاز Apple iPad. تم إنشاء أول ARM في جامعة كامبريدج في عام 1978. طورت مجموعة أجهزة الكمبيوتر Acorn Group أول معالج RISC تجاري ARM في عام 1985. تأسست ARM وحظيت بشعبية كبيرة في عام 1990. ARM تستخدم أكثر من 98٪ من الهواتف المحمولة في عام 2007 و 10 تم شحن مليار معالج في عام 2008. ARM هي أحدث التقنيات التي حلت محلها وحدات التحكم الدقيقة والمعالجات الدقيقة. في الأساس ARM عبارة عن معالجات أو وحدات تحكم 16 بت / 32 بت. ARM هو قلب المنتجات الرقمية المتقدمة مثل الهواتف المحمولة وأنظمة السيارات والكاميرات الرقمية والشبكات المنزلية والتقنيات اللاسلكية.

مخطط رقاقة ARM العام

لماذا ARM هو الأكثر شيوعًا:

“ما هو الضخم المستخدم ”

ARM هو المعالج الأكثر شيوعًا ، ولا سيما في الأجهزة المحمولة نظرًا لاستهلاكه المنخفض للطاقة وأدائه المعقول.
حصل ARM على أداء أفضل بالمقارنة مع المعالجات الأخرى. يتكون معالج ARM بشكل أساسي من استهلاك منخفض للطاقة وتكلفة منخفضة. من السهل جدًا استخدام ARM لإجراء عمليات تطوير سريعة وفعالة للتطبيقات ، وهذا هو السبب الرئيسي وراء شهرة ARM.

مقدمة لعائلات العمارة ARM:

عائلات ARM العمارة

ميزات إصدارات ARM المختلفة:

النسخة 1:

بنية الإصدار الأول من ARM:

المقاطعات البرمجية
ناقل عنوان 26 بت
معالجة البيانات بطيئة
وهو يدعم عمليات تحميل البايت والكلمة والكلمات المتعددة

الإصدار 2:

ناقل عنوان 26 بت
تعليمات تلقائية لمزامنة الخيط
دعم المعالج المشترك

الإصدار 3:

عنونة 32 بت
دعم البيانات المتعددة (مثل 32 بت = 32 * 32 = 64).
أسرع من ARM version1 و version2

الإصدار 4:

مساحة عنوان 32 بت
متغير دعمه T: مجموعة تعليمات THUMB 16 بت
وهو يدعم متغير M: يعني الضرب الطويل إعطاء نتيجة 64 بت

الإصدار 5:

تحسين التشغيل البيني ARM THUMB
يدعم تعليمات CCL
يدعم المتغير E: مجموعة تعليمات DSP المحسّنة
وهو يدعم متغير S: تسريع تنفيذ كود Java byte

الإصدار 6:

نظام ذاكرة محسّن
إنه يدعم بيانات متعددة تعليمات واحدة

تسمية ARM:

هناك إصدارات مختلفة من ARM ، مثل ARMTDMI و ARM10XE ، فيما يلي معنى TDMI و XE:

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

“تحويل الإشارة التناظرية إلى رقمية ”

X - الأسرة
ص - إدارة الذاكرة
ض - ذاكرة التخزين المؤقت
T - جهاز فك ترميز 16 بت THUMB
D - JTAG التصحيح
م - المضاعف السريع
I - ICE macrocell مضمن
هـ - تعليم محسن
ي - جازيل (جافا)
F - وحدة الفاصلة العائمة للمتجه
S - نسخة قابلة للتركيب

هندسة ARM:

ARM عبارة عن مخزن للأحمال يعمل على تقليل مجموعة التعليمات الخاصة بهندسة الكمبيوتر ، مما يعني أن النواة لا يمكنها العمل مباشرة مع الذاكرة. يجب أن تتم جميع عمليات البيانات بواسطة سجلات بالمعلومات الموجودة في الذاكرة. إجراء عملية تشغيل البيانات وإعادة تخزين القيمة إلى الذاكرة. يتكون ARM من 37 مجموعة سجلات ، 31 منها هي سجلات للأغراض العامة و 6 هي سجلات الحالة. يستخدم ARM سبعة أوضاع معالجة تُستخدم لتشغيل مهمة المستخدم.

وضع المستخدم
وضع FIQ
وضع IRQ
وضع SVC
وضع غير محدد
وضع الإحباط
وضع الإبهام

وضع المستخدم هو الوضع العادي الذي يحتوي على أقل عدد من السجلات. ليس لديها SPSR والوصول المحدود إلى CPSR. FIQ و IRQ هما الوضعان المتسببان في المقاطعة لوحدة المعالجة المركزية. يقوم FIQ بمعالجة المقاطعة السابقة ومقاطعة IRQ يتم الافتراء عليها. يحتوي وضع FIQ على خمسة سجلات مصرفية إضافية لتوفير المزيد من المرونة والأداء العالي عند التعامل مع المقاطعات الهامة. وضع المشرف هو وضع مقاطعة البرنامج للمعالج لبدء التشغيل أو إعادة التعيين. يتم تنفيذ التعليمات غير القانونية لتعويضات الوضع غير المحدد. يتكون قلب ARM من ناقل بيانات 32 بت وتدفق بيانات أسرع. في وضع THUMB ، يتم تقسيم 32 بت من البيانات إلى 16 بت وزيادة سرعة المعالجة.

يتم حجز بعض السجلات في كل وضع لاستخدام محدد من قبل النواة. السجلات المحجوزة هي

SP (مؤشر المكدس).
LR (رابط التسجيل).
الكمبيوتر (عداد البرنامج).
CPSR (سجل حالة البرنامج الحالي).
SPSR (سجل حالة البرنامج المحفوظ).

يتم استخدام السجلات المحجوزة لوظائف محددة. يحتوي SPSR و CPSR على أجزاء التحكم في الحالة لخصائص محددة. تحدد هذه الخصائص وضع التشغيل ، وعلامة حالة ALU ، وتمكين المقاطعة أو تعطيل العلامات. يعمل قلب ARM في حالتين 32 بت أو حالة THUMBS.

تسجيلات تحديد وضع ARM

قياس درجة الحرارة على أساس الذراع:

درجة الحرارة هي أهم عامل في التطبيقات الصناعية. دقة القياس والتحكم ضرورية للغاية. تضرر المزيد من المحولات الصناعية بسبب الجهد العالي والحمل الزائد وارتفاع درجة الحرارة. إن دقة قياس درجة الحرارة والتحكم فيها تتطلب الكثير. تم تصميم هذا المشروع لربط مستشعر درجة الحرارة بوحدة تحكم دقيقة قائمة على ARM.

تحكم في درجة الحرارة الصناعية

إجراءات العمل:

LPC2148 عبارة عن وحدة معالجة مركزية 16/32 بت ARM7 . مستشعر درجة الحرارة LM35 عبارة عن مستشعر تناظري متصل بالقناة التناظرية لوحدة التحكم الدقيقة LPC2148. قيم درجة حرارة الافتراء مبرمجة مسبقًا في المتحكم الدقيق. يتم توصيل شاشة LCD الرسومية بدبابيس خرج متحكم. يراقب مستشعر درجة الحرارة درجة الحرارة كل ثانية. عندما تزداد درجة الحرارة بسبب الحمل الزائد ، يرسل المستشعر الإشارة التناظرية إلى وحدة التحكم الدقيقة. يعطي الميكروكونترولر التنبيهات من خلال الجرس وشاشة LCD. تعرض شاشة LCD درجة الحرارة على الشاشة. يستخدم هذا التطبيق في الصناعات لأغراض السلامة.