[임베디드] 프로세서 아키텍쳐 코어

프로세서 아키텍쳐 코어

 ARM 아키텍쳐는 프로세서에서 처리하는 데이터의 크기, 명령어 구조, 레지스터 등과 같은 구성과 동작 원리를 나타내며, 다음 절에서 소개할 ARM 코어의 기본 구조가 된다. ARM의 주요한 아키텍쳐는 아래와 같다.

 

• ARMv4 아키텍쳐 : 32비트 주소 영역을 사용하며, 32비트 ISA(Instruction Set Architecture) 동작이 가능하다. ARMv4T 아키텍처는 16비트 Thumb 명령어 세트를 추가로 가지고 있다.
• ARMv5TE 아키텍쳐 : 개선된 Thumb 아키텍쳐와 Enhanced DSP 명령어 세트를 ARM ISA에 추가하였다. ARM/Thumb 상호간의 동작을 개선하고 ARM/Thumb 루틴의 혼합 사용 및 성능 향상을 포함한다.
• ARMv5TEJ 아키텍쳐 : 자바 가속 기술을 탑재한 아키텍쳐이며, 자바 하드웨어 가속기인 Jazelle 확장 명령어가 추가되었다.
• ARMv6 아키텍쳐 : 메모리 시스템, 예외 처리, 멀티프로세싱 환경을 위한 지원 등이 개선되었다. SIMD(Single Instrcution Multiple Data) 실행을 지원하는 미디어 명령을 포함한다.
• ARMv7-A 아키텍쳐 : 리눅스, 리눅스 서드파티(third party: 몬타비스타, QNX, 윈드리버), 심비안, 윈도우 CE 등 대부분의 운영체제에 의해 지원된다. ARM, Thumb, Thumb-2, Jazelle, DSP 명령어 세트를 가지고 있으며, Advanced SIMD 확장 명령어인 NEON 소프트웨어 멀티미디어 처리 기능을 포함하고 있다.

 ARM 프로세서를 언급할 때 흔히 ARM 코어라는 용어를 사용하는데, ARM 코어는 ARM 아키텍쳐의 기본 원리를 이용하여 구현한 프로세서의 핵심 부분을 의미한다. 아래의 그림은 ARM 아키텍쳐와 ARM 코어, 그리고 해당 아키텍쳐가 포함하고 있는 하드웨어 특성과의 관계를 보여준다.

 

 ARMv7           Cortex-A9      =  ARMv7Cortex-A9

 아키텍쳐이름     코어 이름

 

 

 

Figure 1. ARM 아키텍쳐와 ARM 코어의 관계 (참고 : Processors - ARM(http://www.arm.com/products/processors/)

 현재 많이 사용되고 있는 ARM Cortex 코어 에는 몇가지 시리즈(series)가 존재하는데, 다음과 같은 속성으로 구분하고 있다. 그것을 ARM 공식홈페이지에서는 Processor Family라고 한다.

 Processor Family

• Cortex-A 시리즈 : Application 용도의 프로파일
• Cortex-R 시리즈 : Real-time 용도의 프로파일
• Cortex-M 시리즈 : Micro controller 용도의 프로파일

 

프로세서 명명법

 ARM 프로세서는 ARM7TDMI, ARM9TDMI, ARM9E, ARM10E, ARM11 등과 같은 명칭을 사용하며, 명칭에 포함된 각 심벌은 아래의 표와 같은 의미를 가지고 있다.

 

ARM [x][y][z][T][D][M][I][E][J][F][-S]
심벌	의미
x	프로세서 패밀리(family)
y	MMU/MPU
z	캐시
T	Thumb 16비트 명령어 디코더
D	JTAG 디버거
M	확장 고속 곱셈기
I	임베디드 ICE 마이크로셀
E	DSP 확장 명령어
J	Jazelle Java 가속 기능
F	부동소수점 처리 장치
S	통합 버젼