업무보고 2014.07.10 5번 김상엽

ARM의 특징 및 구조

 

 

 ARM Chip의 다양한 기능

 

 ARM7 Chip별로 성능을 나타낸 블럭도

오른쪽으로 갈 수록 Chip의 성능이 높다. 또한 가장 오른쪽에 있는 ARM720T는 리눅스까지 사용이 가능한 ARM칩이다.

리눅스기능의 가능여부를 확인하려면 MMU가 있는지 확인하면 리눅스 사용유무를 알 수 있다.

MMU란?

메모리 관리 장치(Memory Management Unit, 줄여서 MMU)는 CPU가 메모리에 접근하는 것을 관리하는 컴퓨터 하드웨어 부품이다. 가상 메모리 주소를 실제 메모리 주소로 변환하며, 메모리 보호, 캐시 관리, 버스 중재 등의 역할을 담당하며 간단한 8비트 아키텍처에서는 뱅크 스위칭을 담당하기도 한다.

 

ARM의 특징

레지스터

31개의 32Bit 레지스터 제공
동작모드에 따라 6개의 Status Register

ALU

32Bit 연산 가능
Barrle Shift와 연결
-Shit 처리가 필요할 때 Shift Command 없이
옵션으로 처리 가능

Booth's Multplier
32Bit 곱셈연산 지원
입력결과 중 Overflow 부분은 버림

기타 StrongARM의 경우 Cash, MMU 기능을 제공

Barrle Shift: 배럴 시프터는 한 개의 연산으로 데이터 워드 내에 있는 다수의 비트를 이동하거나 회전시킬 수 있는 하드웨어 장치이다. 즉 32 비트 배럴 시프터의 경우라면, 1 사이클 안에 좌측이나 우측으로 최대 32 비트씩 이동시킬 수 있다.

 

ARM Thumb 비교

 

 ARM Register OPeration

User/System모드 16개 사용가능

FIQ모드 8개 추가로 사용 가능

Supervisor모드 2개 추가 사용가능

Abort모드 2개 추가 사용가능

IRQ모드 2개 추가 사용가능

Undefine 모드 2개 추가 사용가능

각 모드별로 색칠 된 부분은 접근이 불가능한 고유공간이다.

ARM Chip 장점은 및 단점

- ARM Chip 장점은 Stack 공간을 사용할 필요가 없다. 또한 레지스터를 사용하므로 속도가빠르다.

- ARM Chip 단점은 2번이상 호출할 경우 이전 Address값을 Stack 공간으로 이동시켜야 함으로 속도가 처음보다 느려진다.

이것은 모든 CPU의 해당사항이므로 꼭 ARM만의 단점으로 보기는 어렵다.

Exception Mode 인터럽트개념

Exception Mode

장치를 건드릴 수 있는 권한부여

FIQ Supervisor Abort IRQ가 Exception Mode에 해당된다.

 각 모드별 ReMaping

 
리맵핑 : 기존에 있던 것을 치우고 다른 것이 들어옴.

그림의로 볼때 FIQ가 가장 많은 것을 확인 할 수 있으며 또한 FIQ가 유용하게 많이 사용된다.

 

 ARM의 우선 순위 표

 

위의 어셈블리 코드는 ARM의 우선 순위 표와 동일하게 적혀 있다.

어셈블리 코드의 시작은 reset handler를 수행하라 부터 시작하여 명령어 수행 코드가 실행 되면

<-으로 점프하여 RESET이 수행 된다.

다른 명령어들도 이런식으로 명령어 수행 된다. 하지만 FIQ 같은 경우에는 어딘가로 점프 할 필요없이 그자리에서 코드 수행 하여 빠르게 수행이가능하도록 특혜가 주어졌다.

 

파이프라인은 크게 3가지 실행 구조를 가지고 있다.

패치(명령어)->디코더->실행 3단계를 거치게 된다.

파이프 구조는 위의 그림 처럼 파이프의 갯수에 따라 하나하나 명령을 수행하는 구조로 동작됩니다.

 

이상업무보고 마치겠습니다.

오타 오류 잘못된 정보 지적 감사합니다 ^^

내일 업무일지는 김재성형님이 하시는걸로 잘 부탁드리겠습니다.