Cortex-M श्रृंखला और Cortex-R श्रृंखला के बीच वास्तव में क्या अंतर है?

Question

यह दिलचस्प है! मैंने एक स्पष्ट लेख ढूंढा, लेकिन मुझे इसके लिए एक स्पष्ट लेख नहीं मिला। इसके अलावा मुझे यह लिंक मिला: ARM Cortex-R और यह लिंक: Cortex-R Series लेकिन ये बिल्कुल स्पष्ट नहीं हैं। विकी पेज में लिखा है:

कोर मजबूत वास्तविक समय के उपयोग के लिए अभिप्रेत हैं

और कोर्टेक्स-आर के पृष्ठ में लिखा है:

एआरएम कॉर्टेक्स®-आर वास्तविक समय प्रोसेसर एम्बेडेड सिस्टम के लिए उच्च-प्रदर्शन कंप्यूटिंग समाधान प्रदान करते हैं जहां विश्वसनीयता, उच्च उपलब्धता, गलती सहिष्णुता, रखरखाव और वास्तविक समय प्रतिक्रियाओं की आवश्यकता होती है।

और ये:

1. उच्च प्रदर्शन: उच्च प्रसंस्करण एक उच्च घड़ी आवृत्ति के साथ संयुक्त
2. वास्तविक समय: प्रसंस्करण सभी अवसरों पर कठिन वास्तविक समय की कमी को पूरा करता है
3. सुरक्षित: उच्च त्रुटि प्रतिरोध के साथ भरोसेमंद, विश्वसनीय सिस्टम
4. लागत प्रभावी: प्रदर्शन, शक्ति और क्षेत्र के लिए इष्टतम के लिए सुविधाएँ

नंबर एक के लिए: कॉर्टेक्स-एम के लिए उदाहरण के लिए, हाल ही में NXP ने NXP_LPC4XXX श्रृंखला बनाई है जिसमें 200Mhz क्लॉक रेट है और कॉर्टेक्स-आर के लिए, आप इसे देख सकते हैं: TMS570LS ARMX ™ ™ -R4 माइक्रोकंट्रोलर , यह मज़ेदार है क्योंकि इसकी 180Mhzz है घड़ी की दर।

नंबर दो के लिए: यह स्पष्ट है।

नंबर तीन के लिए: यह स्पष्ट नहीं है! इस वाक्य का क्या मतलब है? इसका मतलब है कि कोर्टेक्स-एम सुरक्षित / भरोसेमंद नहीं है?

नंबर पांच के लिए: ठीक है, मुझे लगता है कि यह सिर्फ एक दावा है!

इस श्रृंखला (कोर्टेक्स-आर) द्वारा काम करने का अनुभव किसे है? इसके बारे में आपकी क्या राय है? Cortex-M श्रृंखला और Cortex-R श्रृंखला के बीच क्या गहरा और बिल्कुल अंतर है?

Comments

इन बुलेट बिंदुओं, जैसे कि किसी भी डेटा शीट के शीर्ष पर बुलेट बिंदु, को हमेशा मार्केटिंग सामग्री से थोड़ा अधिक माना जाना चाहिए।

— स्कॉट सेडमन

पुन: बिंदु 1: यह पूरी तरह से संभव है कि कॉर्टेक्स-आर (कुछ) संचालन के लिए कम घड़ी चक्र लेता है, इस प्रकार प्रदर्शन केवल घड़ी की दर से निर्धारित नहीं हो सकता है। आपको विस्तृत डेटा का अध्ययन करने की आवश्यकता होगी - या दोनों प्रणालियों को बेंचमार्क ...

— ब्रायन ड्रमंड 2

@BrianDrummond मैं सहमत नहीं हूँ

— रोह

@ रो कॉर्टेक्स-आर "क्लासिक" एआरएम इंस्ट्रक्शन सेट का उपयोग कर सकता है जिसमें कुछ अपेक्षाकृत जटिल निर्देश (जैसे, शिफ्ट और ऑप) शामिल हैं और व्यक्तिगत निर्देशों की भविष्यवाणी करता है; कोर्टेक्स-एम केवल एक Thumb2- आधारित IS प्रदान करता है जो निर्देश की भविष्यवाणी करने के लिए एक if-then निर्देश का उपयोग करता है। इसके अलावा, यहां तक ​​कि जब तक कि अपेक्षाकृत सरल माइक्रोआर्किटेक्चर्स प्रदर्शन तक सीमित है, यह घड़ी की दर के लिए आनुपातिक नहीं है।

— पॉल ए। क्लेटन

Answer 1

मजेदार, मैं काम पर दोनों का उपयोग :)

कोर्टेक्स-एम 3 (हम एसटीएम 32 का उपयोग करते हैं) एक सामान्य उद्देश्य एमसीयू है जो सबसे जटिल एम्बेडेड अनुप्रयोगों के लिए पर्याप्त तेज और बड़ा (फ्लैश स्टोरेज) है।

हालांकि, आर 4 पूरी तरह से एक अलग जानवर है - कम से कम टेक्सास इंस्ट्रूमेंट्स संस्करण मैं उपयोग करता हूं: आरएम 42, टीएमएस 570 के समान। RM42 एक कॉर्टेक्स-आर 4 है, जिसमें दो कोर अतिरेक के लिए "लॉक-स्टेप" में चल रहे हैं, जिसका अर्थ है कि एक कोर दूसरे से 2 निर्देश है और कुछ त्रुटि जाँच और सुधार के लिए उपयोग किया जाता है। इसके अलावा, कोर में से एक (शारीरिक रूप से) प्रतिबिंबित / फ़्लिप किया गया और विकिरण / शोर लचीलापन में सुधार करने के लिए 90 डिग्री पर चला गया :)

RM42 STM32 (100 मेगाहर्ट्ज बनाम 72 मेगाहर्ट्ज) की तुलना में अधिक क्लॉक स्पीड पर चलता है और इसमें थोडा अलग निर्देश सेट होता है और M3 की तुलना में तेजी से कुछ निर्देश प्रदर्शित करता है (जैसे कि डिवीजन के निर्देश R4 पर एक चक्र में निष्पादित होते हैं, सुनिश्चित नहीं हैं कि वे ऑन करते हैं एम 3)।

कोर्टेक्स-एम 3 की तुलना में एचडब्ल्यू टाइमर बहुत सटीक हैं। आमतौर पर हमें एम 3 पर बहाव के लिए एक स्थिर ऑफसेट की आवश्यकता होती है - आर 4 के साथ ऐसा नहीं है :)

मैं कॉर्टेक्स-एम 3 को एक सामान्य उद्देश्य एमसीयू कहूंगा, मैं कॉर्टेक्स-आर 4 को एक जटिल वास्तविक समय / सुरक्षा एमसीयू कहूंगा। अगर मैं गलत नहीं हूँ, तो RM42 SIL3-अनुरूप है ...

IMO R4 जटिलता का एक बड़ा कदम है, भले ही आप वास्तव में वास्तविक समय / सुरक्षा सुविधाओं का उपयोग करने की योजना नहीं बना रहे हों।

जटिलता अंतर का वास्तव में अच्छा उदाहरण: SPI परिधीय में STM32 पर 9 नियंत्रण और स्थिति रजिस्टर हैं जबकि RM42 में 42 हैं। यह सभी बाह्य उपकरणों के साथ ऐसा है :)

संपादित करें:

इसके लायक के लिए, मेरे उपयोग के मामलों में कोर्टेक्स-आर 4 @ 100 मेगाहर्ट्ज आमतौर पर 50-100% है, ठीक उसी तरह के कार्यों को करते समय कॉर्टेक्स-एम 3 @ 72 मेगाहर्ट्ज से तेज है। शायद इसलिए कि आर 4 में डेटा और निर्देश कैश हैं?

एक और तुलना, सी और एएसएम कोड की कुछ 1000 पंक्तियों को कॉल पर पहुंचने से पहले रीसेट किया main()जाता है, जो कि वर्तमान में उपयोग की जाने वाली सुरक्षा सुविधाओं के सबसेट के साथ कॉल करने से पहले : डी और परिधीय आरंभीकरण या कुछ भी नहीं, बस स्टार्टअप और सेल्फ टेस्ट (सीपीयू, रैम,) फ्लैश ईसीसी आदि)।

इस पृष्ठ में अधिक विवरण हैं

Comments

उदाहरण के लिए, वह R4 ABS-ब्रेकिंग सिस्टम या एक औद्योगिक मशीन को नियंत्रित करेगा, जबकि M3 सुरक्षा या मिशन महत्वपूर्ण के रूप में कुछ को नियंत्रित करेगा

— मोर्टेन जेन्सेन

शानदार जवाब, लेकिन टिप्पणी करने के लिए केवल एक चीज। टेक्सास के सभी R4 उपकरणों में कैश नहीं है, कसकर युग्मित रैम का उपयोग करें, जो मूल रूप से एक रैम है, जो तेजी से घिरे हुए है, वास्तव में कोर के करीब है। मुझे लगता है कि उन्होंने इस तथ्य के कारण किया है कि कैश इस प्रकार की प्रणालियों के लिए अच्छा नहीं है (उन्हें आपके द्वारा वर्णित वास्तविक समय की विशेषता के लिए एक बहुत ही नियतात्मक प्रणाली की आवश्यकता है .. या ऐसा ही कुछ)

— morcillo

आपकी टिप्पणी के लिए @morcillo धन्यवाद। मुझे विश्वास था कि सभी आर 4 में एआरएम के इस आरेख के डेटा + इंस्ट्रक्शन कैश थे: arm.com/assets/images/Cortex-R4-chip-diagram-LG.png - क्या आप जानते हैं कि इसका क्या बनाना है? मैं मान रहा था D cacheऔर I cacheडेटा और निर्देश कैश के लिए संक्षिप्त थे।

— मोर्टेन जेन्सेन

आपको सच बताने के लिए मैं नहीं जानता। केवल एक चीज मुझे पता है कि कॉर्टेक्स आर 4 डिवाइसेज़ बाय टीईएक्सएएस इंस्ट्रूमेंट्स में आपके द्वारा बताए गए समान के लिए कैश नहीं है। मैंने इसे बहुत समय पहले पढ़ा था। शायद उन्होंने इसे बदल दिया या शायद मैं 2 अलग-अलग राक्षसों को मिला रहा हूं, लेकिन जहां तक ​​मुझे याद है कि आर 4 उपकरणों में कैश नहीं है (HALcogen कैश इनिशियलाइज़ेशन उत्पन्न नहीं करता है)। मैं पूरी तरह से गलत हो सकता हूं ... अगर मैं खुश हूं तो मुझे बताएं .. हमेशा कुछ नया सीखने के लिए अच्छा है :)

— morcillo

Answer 2

एआरएम कोर्टेक्स-आर परिवार (v7-R)

• असाधारण प्रदर्शन विदेशी समय अनुप्रयोगों।
• प्रोसेसर को गहन रूप से एम्बेडेड वास्तविक समय के अनुप्रयोगों के लिए विकसित किया गया है, जहां कम शक्ति और अच्छे व्यवधान व्यवहार की आवश्यकता को असाधारण प्रदर्शन और मौजूदा प्लेटफार्मों के साथ मजबूत संगतता के साथ संतुलित किया जाता है।
• एआरएम कोर्टेक्स®-आर रीयल-टाइम प्रोसेसर एम्बेडेड सिस्टम के लिए उच्च-प्रदर्शन कंप्यूटिंग समाधान प्रदान करते हैं जहां विश्वसनीयता, उच्च उपलब्धता, गलती सहिष्णुता, रखरखाव और वास्तविक समय प्रतिक्रियाओं की आवश्यकता होती है।

एआरएम कोर्टेक्स-एम परिवार (v7-M)

• लागत-संवेदनशील समाधान fordeterministic microcontroller अनुप्रयोगों।
• मुख्य रूप से माइक्रोकंट्रोलर डोमेन के लिए विकसित किए गए हैं जहां तेज, अत्यधिक नियतात्मक, रुकावट प्रबंधन की आवश्यकता को बहुत कम गेट गिनती और सबसे कम संभव पॉवरकोन्सुलेशन के लिए जोड़ा जाता है।
• एआरएम कॉर्टेक्स ™ -एम प्रोसेसर परिवार ऊर्जा-कुशल की एक ऊपर की संगत श्रृंखला है, इनहेल्ड डेवलपर्स द्वारा डिज़ाइन किए गए प्रोसेसर का उपयोग करना आसान है जो कल के एम्बेडेड अनुप्रयोगों की जरूरतों को पूरा करते हैं। उन मांगों में एटा कम लागत, बढ़ती कनेक्टिविटी, बेहतर कोड पुन: उपयोग और बेहतर ऊर्जा दक्षता के साथ अधिक सुविधाएँ प्रदान करना शामिल है।

Comments

एक और अंतर यह प्रतीत होता है कि कॉर्टेक्स-एम केवल एक Thumb2- आधारित निर्देश सेट का समर्थन करता है जबकि Cortex-R मूल / क्लासिक निश्चित-लंबाई (32-बिट) के रूप में अच्छी तरह से सेट किए गए अनुदेश का उपयोग कर सकता है। The -R और -A एक आर्किटेक्चरल रेफरेंस मैनुअल (v7 के लिए) साझा करते हैं, जबकि M का एक अलग ARManual है, इसका कुछ महत्व हो सकता है।

— पॉल ए। क्लेटन

Answer 3

यहाँ एक अच्छा लेख है ।

कोर्टेक्स-आर और कोर्टेक्स-एम श्रृंखला विभिन्न आवश्यकताओं के लिए और विभिन्न अनुप्रयोगों के लिए लक्षित है। उन मापदंडों और विशेषताओं को जानना महत्वपूर्ण है जो उन्हें अलग करते हैं क्योंकि ऐसे अनुप्रयोग हो सकते हैं जहां दोनों में फिट हो सकते हैं। यह पेपर इस तरह के परिदृश्य के लिए लक्षित है और चयन के लिए डिजाइनरों की मदद करता है। अंतिम उद्देश्य एआरएम के आर्किटेक्चर की समझ रखने के लिए डिजाइनरों या डेवलपर्स की मदद करना है।

Comments

हालांकि उस दिलचस्प लेख का लिंक होना अच्छा है, आपको कम से कम अपने उत्तर में लेख को सारांशित करने का प्रयास करना चाहिए।

— आंद्रेजाको