Технология
Thumb - дополнительное расширение к архитектуре ARM. Система команд Thumb
содержит 36 команд, производных от стандартной 32-разрядной системы команд ARM,
перекодированных в 16-разрядные коды. Такой подход обеспечил очень высокую
плотность кода, поскольку команды Thumb составляют половину ширины формата
команд ARM. В процессе выполнения эти новые 16-разрядные Thumb коды декомпрессируются
процессором в соответствующие эквивалентные команды ARM, которые затем и
выполняются ядром ARM обычным способом.
Рисунок
1: Команды Thumb как кодированное подмножество системы команд ARM
Уникальное
преимущество
Технология
Thumb - это не только смешанная система команд. Thumb-ориентированные ядра
имеют две отдельных системы команд - уникальное достоинство, позволяющее
разработчику использовать всю мощность 32-разрядной системы команд ARM при
использовании преимуществ малого размера кода системы команд Thumb. Тот факт, что
две системы команд являются совершенно отдельными, говорит о том, что средства декодирующей
логики также чрезвычайно просты, что в свою очередь, сохраняет малым размер
кристалла и сохраняет лучшее в отрасли соотношение
производительность/потребление.
Размер
и критичные к производительности подпрограммы
Так
как Thumb - ориентированные ядра способны выполнять и стандартную ARM систему
команд и новые команды Thumb, разработчик, при переходе от подпрограммы к
подпрограмме, может находить компромисс между размером кода и
производительностью, подготавливая критичные к размеру подпрограммы в коде
Thumb и критичные к производительности подпрограммы в кодах ARM.
32-разрядная
RISC производительность
Thumb
- ориентированные ядра типа ARM7TDMI имеют полную 32-разрядную архитектуру ARM,
так что разработчик сохраняет 32-разрядную производительность RISC архитектуры.
Комбинация двух систем команд, выполняющихся на 32-разрядном Thumb - ориентированном
ядре, обеспечивает эффективное решение проблемы больших размеров кода и
проблемы невысокой производительности 16-разрядных систем.
Улучшение
плотности кода на 30 %
Полученные
к настоящему времени результаты показали улучшение плотности кода на 30%, по
сравнению с кодом ARM, что позволяет считать Thumb - ориентированные процессоры
лучшими по плотности кода в сравнении и с традиционными CISC процессорами.
Рисунок
2: Ядро ARM7TDMI и расположение декомпрессора команд Thumb
Поддержка
полуслов
Кроме
введения новых Thumb команд, фирма ARM добавила к системам команд и ARM и Thumb
поддержку формата полуслов (16-разрядных данных). Следовательно архитектура ARM
теперь полностью поддерживает 8, 16 и 32-разрядные данные. Были добавлены и для
Thumb и ARM ядер операции со знаками для поддержки ими 8 и 16-разрядных
операций с данными со знаками.
Расширение
возможностей комплекта средств разработки программного обеспечения ARM
омплект
средств разработки программного обеспечения ARM также был расширен, чтобы
обеспечить поддержку разработки кодов Thumb. Комплект позволяет программисту
писать и размещать в памяти системы коды ARM, коды Thumb или оба вместе.
Рисунок
3: Последовательность этапов проектирования программного обеспечения для Thumb
- ориентированного ядра
Краткая
сводка преимуществ технологии Thumb
Превосходная
плотность кода
Система
команд Thumb дает превосходную плотность кода, по сравнению с 32-разрядными
ядрами и 8 и 16-разрядными процессорами, обычно используемыми во встраиваемых
применениях. Объем памяти и, как следствие, стоимость системы уменьшаются.
16-разрядные
команды
Команды
Thumb - 16-разрядные и шина передачи данных системы тоже должна быть только
16-разрядной. Это уменьшает, и потребляемую мощность и размеры печатной платы, что
ведет к меньшей стоимости системы и меньшему потреблению системой мощности.
Самая
маленькая площадь, занимаемая ядром на кристалле
Thumb-ориентированные
ядра имеют почти самые маленькие в отрасли размеры кристалла (площадь, занимаемая
ядром ARM7TDMI, при топологических нормах 0, 6 мкм, менее 5 мм2). Следовательно
разработчик ASSP (application specific standard product) и ASIC (applications
specific integrated circuit), использующий Thumb-ориентированные ядра, получит
кристалл системы уменьшенного размера за счет меньшего размера ядра, по
сравнению с 16/32-разрядными CISC ядрами, и за счет меньшего размера встроенной
ROM программ. В сочетании с упрощенным и, следовательно более дешевым, тестированием,
по сравнению с тестированием CISC ядер, малым выделением тепла, что позволяет
размещать прибор в пластиковом корпусе, все это позволяет получить прибор
меньшей стоимости чем стандартные решения.
Полная
32-разрядная архитектура
Команды
Thumb выполняются на полной 32-разрядной RISC архитектуре ARM. Разработчик, следовательно,
способен использовать быструю 32-разрядную математику и простую
несегментированную карту памяти с адресным пространством 4 Гбайта - колоссальное
пространство даже для наиболее сложных из встраиваемых управляющих применений.
Стандартная
архитектура, в сочетании с новыми средствами разработки программ, способными
компилировать ARM коды, коды Thumb или сочетания обоих, гарантируют прямую
совместимость с существующим 32-разрядным семейством ARM. Все это обеспечивает
разработчика 16-разрядной системы возможностью перехода к уже существующим
семействам 32-разрядных ядер.
Размер
кода и производительность
Thumb-ориентированные
ядра типа ARM7TDMI выполняют и 32-разрядные команды ARM и новые 16-разрядные
команды Thumb. Разработчики могут смешивать подпрограммы в кодах Thumb и в
кодах ARM в одном и том же адресном пространстве, что позволяет программисту от
подпрограммы к подпрограмме находить компромисс между размером кода и
производительностью так, как это требуется применением.
Комплект
средств разработки программного обеспечения фирмы ARM с расширенными
возможностями
Новые
команды Thumb полностью поддерживаются "Thumb - ориентированным"
комплектом инструментальных средств фирмы ARM. Этот комплект инструментальных
средств включает работает в среде Windows, поддерживает Kanji и обеспечивает
беспроблемное взаимодействие между состояниями ARM и Thumb.
Защита
вложенных средств
Средства,
вложенные в разработку уже эксплуатируемого ARM программного обеспечения, затрачены
не впустую, поскольку Thumb-ориентированные ядра выполняют ARM код. Для
использования этих кодов в Thumb состоянии, исходные тексты достаточно только
перекомпилировать.
Основа
достоинств технологии Thumb - достоинства архитектуры ARM
Новое
семейство Thumb-ориентированных ядер использует традиционные достоинства
архитектуры ARM: чрезвычайно малое потребление мощности, наилучшее в отрасли
соотношение производительность/потребление (MIPS/Watt) и малая площадь, занимаемая
ядром, при интеграции на кристалл.
Подводя
итог можно утверждать: архитектура Thumb позволяет разработчикам 16-разрядных
получить производительность 32-разрядных ARM ядер по цене 16-разрядных систем.
Список литературы
Для
подготовки данной работы были использованы материалы с сайта gaw/
Другие работы по теме:
Thumb - ориентированные ядра и их развитие
Фирма ARM считает, что Thumb-ориентированные ядра будут особенно успешно использоваться в применениях с относительно ограниченными возможностями, т.е. в тех, в которых сегодня используют 8-разрядные и 16-разрядные контроллеры.
Карликовый длиннохвостый личинкоед
Введение 1 Описание 2 Распространение 3 Размножение 4 Питание 5 Галерея Список литературы Введение Карликовый длиннохвостый личинкоед[1] (лат. Pericrocotus cinnamomeus) — маленькая певчая птица из семейства личинкоедовых.
Уоррен, Минни
Ха́лда Пирс Уо́ррен Бамп (англ. Huldah Pierce Warren Bump; 2 июня 1849, Мидлборо (англ.)русск., Массачусетс, США — 23 июля 1878, Мидлборо, Массачусетс, США[1]), более известная как
Fundamental Golf Swing Essay Research Paper The
Fundamental Golf Swing Essay, Research Paper The Fundamental Golf Swing As I ran up and down the tee line, I saw my father slamming the ground with a golf club. I could not understand why he was always so angry when practicing. I stopped running and watched him closely, studying his body as he elegantly whipped the club through the air.
Egyptian Art Statue From Metropolitn Museum Essay
, Research Paper This superb pair standing statue remains semi-attached to the limestone block from which they were carved. There is chipping on the surface of Memi’s (man) right arm. A portion of Sabu’s (woman) nose and her lips appear to be chipped off as well. On the lower part of Sabu’s body there is chipping on both legs and right underneath her pelvic area.
How To Tie A Tie Essay Research
Paper How to get that Professional Look In the workplace it is important for one to look professional. For men, one great step to appear professional is to wear a tie. Wearing a tie can add greatly to the effect of a professional appearance. For these reasons in the following one will find a step-by-step process to follow describing how to tie a necktie.
Mixed Blessings Essay Research Paper Mixed Blessing
Mixed Blessings Essay, Research Paper Mixed Blessing, by Lucy Lippard, discusses multiculturalism in the art world. The book is based on art produced by men and women from many different ethnic backgrounds. She focuses on the work of Latino, Native-American,, African, and Asian artists. Her writings help us to understand how other people relate to their cultures.
Imagery And Symbolism Essay Research Paper Images
Imagery And Symbolism Essay, Research Paper Images of Injustice Is it possible for us to understand the central theme of a story or a poem or any other piece of writing without having images and symbols? We can find them in every piece of writing in English literature. Every author uses symbolism and imagery in their writings in order to make us understand the message that he is trying to convey through words.
Oh Really Essay Research Paper Oh Reallyyou
Oh Really? Essay, Research Paper Oh Really, you think i am a lark, the dogs they run and bark, but when i say to them, shut up shut up shut up, you say to be nice to them,
Exploring Heredity Traits Essay Research Paper Exploring
Exploring Heredity Traits Essay, Research Paper Exploring Hereditary Traits My experiences working on this experiment haven t been easy as it could have been. I realized that waiting until the last minute and not following the assigned dates landed me in a stressed position that could have been prevented.
Holes Essay Research Paper HolesThe book Holes
Holes Essay, Research Paper Holes The book Holes is about kids that do bad things and they get send to a detention center, Camp Green Lake. Camp Green Lake was once a very large lake, the largest lake in Texas. That was over a hundred years ago. Now it?s just a flat dry land. During the summer the temperature hovers around ninety-five degrees.
Of Mice And MenRough Draft Essay Research
Paper In the book Of Mice and Men by John Steinbeck, there are many instances of foreshadowing. While they may not be noticed at first, they stick out like a sore thumb in the end.
The Human Hand Essay Research Paper Without
The Human Hand Essay, Research Paper Without the hand, it would be almost impossible for the world to be the way it is today. The importance of this body part is extremely essential for humans to survive. The
Fairy Tale Essay Essay Research Paper Children
Fairy Tale Essay Essay, Research Paper Children encounter problems with family, life, and love all throughout their younger years and have many questions that may be difficult to answer or discuss. In his essay The Struggle for Meaning , Bruno Bettelheim argues that the fairy-tale provides the child with information about death, aging, and poverty and many other issues that the typical safe story would never even attempt to conquer (311).
Genetic Mutations Essay Research Paper What is
Genetic Mutations Essay, Research Paper What is a mutation? A mutation as defined by the dictionary is a sudden change in a heritable characteristic. There a several things that can cause a mutation in someone’s or something’s body. A genetic mutation is what causes mutations in an animal or human. To understand what a genetic mutation is and why it occurs, you would have to first understand the basics of DNA, including its structure.
Performing A Full Golf Swing Essay Research
Paper To begin executing the proper golf swing, your feet must be shoulder width apart. When gripping the club, place the club in the joints of your left fingers with the thumb pointing down the center or slightly to the right of the shaft. (This is written for the right-handed golfer, all left-handers must reverse everything).
Attacked By A Friend Essay Research Paper
Attacked by a friend Long long time ago in a galaxy far far away?. Really only four years ago on a Friday night in a small redneck town just west of Atlanta. We had just moved to a new home in the same city. My younger brother had a friend, whose name is Jason, spend the night at our new home. As the Friday evening wore on, I mostly stayed in my room on the internet.
Microsurgery Essay Research Paper Microsurgery Sew SmallA
Microsurgery Essay, Research Paper Microsurgery: Sew SmallA man came into the emergency ward at one o’clock.His thumb came in an hour later.The surgeon’s job: get them back together. The successful re-attaching of fingers to hand requires longhours of painstaking work in microsurgery. In the operatingroom , the surgeon doesn’t stand, but sits in a chair thatsupports her body.
The History Of The Clarinet Essay Research
Paper The clarinet is a woodwind instrament consisting of a cylindrical wood, metal, or ebonite pipe with a bell-shaped opening at one end and a mouthpiece at the other end, to which a thin reed is attached. The clarinet has five different sections, the mouthpiece, the barrel, the upper section, the lower section, and the bell.
Preparation For The Gof Shot Essay Research
Paper Portfolio Final Draft Process Analysis for the Preparation of shot making Preparation for a golf shot involves deep concentration and many technicalities. It all starts with the player taking about two steps directly behind the ball, finding a line from the ball to the target. Next, comes the approach.
Broadcasting Essay Research Paper Broadcasting has been
Broadcasting Essay, Research Paper Broadcasting has been around since the beginning of the century. Many people help influence the development of radio. By far the person who has the biggest influence on radio in the last fifteen years is Howard Stern. Stern went to Boston collage. From there he was on a Connecticut radio station.
Chimpanzee Versus Humans Similarities
& Differences Essay, Research Paper Chimpanzee versus Humans: Similarities & Differences Since the first days of human thought into their beginnings, chimpanzees
Womens Brains Essay Research Paper English 104Essay
Womens Brains Essay, Research Paper English 104 Essay This is a brief summary of the essay “Women’s Brains” by Stephen Jay Gould, published in The Panda’s Thumb in 1980. Gould feals that the study of this is irrelevant to the field that they are studying and that the experiments should not have been conducted.
Giant Pandas Essay Research Paper THE GIANT
Giant Pandas Essay, Research Paper THE GIANT PANDA Giant pandas are very rare. Most people have never seen one even in a zoo.They are in danger of disappearing altogther. There may be only around 1,000 giant pandas left in the world.
Personal Communication Ethic Essay Research Paper Part
Personal Communication Ethic Essay, Research Paper Part I – Personal Communication Ethic I feel that that the best way to persuade people is with your ears — by listening to them. Feeling this way, I based my personal communication ethic on listening.
My Childhood Essay Research Paper My ChildhoodThe
My Childhood Essay, Research Paper My Childhood The year is 1920. I am thirteen years old. I live in Mystic Iowa, a coal mining community. I have just started work in the coalmines with my father to held support mom, dad and my eight brothers and sisters. Life is tough but we are all happy. I have a responsibility as the oldest boy and that is to help out with money. (Barb)
Microsurgery Essay Research Paper A man came
Microsurgery Essay, Research Paper A man came into the emergency ward at one o’clock. His thumb came in an hour later. The surgeon’s job: get them back together. The successful re-attaching of fingers to hand requires long hours of painstaking work in microsurgery. In the operating room , the surgeon doesn’t stand, but sits in a chair that supports her body.
How To Play Easy Guitar Essay Research
Paper How to Play Easy Guitar Have you ever wanted to learn how to play guitar, but did not want to bother with difficult finger positions? If so, I am going to explain to you how to do it. It will take some practice, but eventually you will be playing some of your favorite songs. The method to playing easy guitar is based on a tuning called Drop-D.
A Look Into The Computer Virus Essay
, Research Paper A Look Into The Computer Virus by, Michael Ross Engineering 201.02 January 22, 1997 Most of us swap disks with friends and browse the Net looking for downloads.
No Groove In The Gunsights Essay Research
Paper Lars Kullberg Enlish1B 2-1-97 No Groove in the Gunsights Always under the thumb of his dark mistress, the speaker struggles beneath her power. Try as he may, he will never be able to break the tie of lust between the two. His threats are not threatening to her, and he knows this. His power is beneath her?s, and he knows this as well.
Worst Day Of Life Essay Research Paper
The worst day of my life was when I lost my thumb it was very painful I was emotionally scared and I can?t play video games like normal people. I lost my thumb when I was only a few years old and it hurt a lot. It got taken off in a bike chain. That?s how I lost my thumb.
How To Hit A Golf Ball Essay
, Research Paper Although golfers end the day on the 18th green, their day begins on a tee box. A drive, the first hit off a tee toward the objective hole, may seem very routine and insignificant, but, in fact, it is the most important shot taken on each hole. If golfers hit a long drive into the nicely cut fairway, they have only to hit the ball off the nicely cut grass on usually a clear path to the hole.
Fly Fishing Essay Research Paper There are
Fly Fishing Essay, Research Paper There are six main elements of fly fishing; a fly rod (usually around 9 feet long), a fly reel (a round shaped real with a 1:1 relative ratio), a fly line