ARM에 대한 기초적인 지식

ARM;Advanced RISC Machine

여러 회사의 투자를 통해 설립한 회사로 ARM 프로세서 코어를 IP(Intellectual Property;지적 재산권) 형태로 무수히 많은 반도체 제조 회사에 라이센싱함. 32 bit 임베디드 프로세서 시장의 70% 이상 차지하며, 저전력 고성능 퍼포먼스로 휴대용 장치에 많이 사용됨. 16 bit 명령어, Java 코드 가속, DSP 기능, 보안 기능을 제공함.

- ARM Core

ARM 프로세서의 명령어 셋을 실행가능한 HW로 이를 ARM 코어의 HW 구조를 ARM 구조라고도 함. ARM 시스템 코어가 구조와 성능 결정함. 하드 매크로 셀과 합성 가능한 코어로 제공.

하드 매크로 셀;Hard Macrocell(레이아웃 수준 설계, 설계 변경 불능, 코어 크기, 전압 고정)

합성 가능한 코어;Synthesizable Core(HDL을 사용해 RTL 수준 제공, 코어 크기, 네부 메모리 변경 가능, 기능 변경 불가)

*HDL;Hardware Description Languate

논리회로를 텍스트로 표현 시 사용하는 언어로, VHDL, Verilog HDL이 표준으로 채택되어 사용

*RTL;Register Transfer Level

디지털 시스템을 레지스터 간의 데이터 전송 관계로 표현하는 방식

코어 접미어

ex) ARM7 TDMI-S

T; Thumb 명령어 지원, M; 64bit 결과의 곱셈기, D; 디버그 인터페이스, I;In-circuit 애뮬레이터 인터페이스, -S; HW 기술언어로 작성된 프로세서 코어, 자동합성도구를 사용해 합성 가능한 코어

특징

- 32 bit RISC 타입

데이터 처리 기본 단위는 32bit며, 명령어 셋은 RISC 구조를 가짐. 간단하고 적은 수의 명령어 구조로 간단한 코어 구조, 빠른 명령어 실행 속도를 확보 가능

- RISC 타입 코어의 기본적인 Load-Store 구조

모든 데이터 처리를 레지스터를 대상으로 함. 메모리 인터페이스에서는 Load/Store 명령어만 사용.

- 빠른 인터럽트가 가능하도록 설계

Fast Interrupt 모드를 제공하고, 동작 모드별 중요 레지스터 뱅킹와 같은 과정을 통해서 함수 호출이나 동작 모드 변경 상황에서 소요되는 전환시간, 복구시간 절약 가능.

- 데이터 저장방식은 빅 엔디언, 리틀 엔디언을 선택적으로 사용

큰 값을 먼저 저장하는 빅 엔디언은 모토롤라, IBM 등 대부분의 RISC 프로세서에서 사용.

작은 값을 먼저 저장하는 리틀 엔디언은 인텔 계열, DEC의 알파 프로세서에서 사용.