Arm的Cortex-R內核加強了對汽車(chē)級芯片控制
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并非每個(gè)計算機系統都可以在引擎蓋下切割它。
本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/202503/468508.htm如今，數十個(gè)電子控制單元 （ECU） 可以分布在現代車(chē)輛周?chē)?。每個(gè)單元通常只需要足夠的計算能力來(lái)完成從車(chē)身控制到動(dòng)力總成等領(lǐng)域的單個(gè)任務(wù)。在許多情況下，這些計算機模塊必須能夠不間斷地運行安全關(guān)鍵作。這意味著(zhù)要利用緊湊、實(shí)時(shí)的汽車(chē)級微控制器 （MCU）。
Arm 的 Cortex-R 系列實(shí)時(shí) CPU 內核采用與物聯(lián)網(wǎng)設備到高端智能手機相同的節能架構，正在成為現代汽車(chē)的主要構建模塊之一。
許多最大的 Arm Cortex-M MCU 供應商也提供各種基于實(shí)時(shí) Cortex-R 內核的芯片，包括 Infineon、Microchip Technology、NXP Semiconductors、Renesas Electronics、Silicon Labs、STMicroelectronics 和 Texas Instruments。然而，近年來(lái)，這些公司一直在使用基于 Arm 的 Cortex-R5 及其對應產(chǎn)品 Cortex-R5F 的安全關(guān)鍵型 MCU 來(lái)提高他們的實(shí)時(shí)性能。
一些公司還提供芯片的多核變體，包括四核 Arm Cortex-R5F MCU。它們內部的實(shí)時(shí) CPU 內核為引擎蓋下的計算任務(wù)提供了足夠高的性能，當然，還有在汽車(chē)應用中至關(guān)重要的實(shí)時(shí)行為。它的實(shí)時(shí)計算能力也是功能安全的一大優(yōu)勢。
Cortex-R5 基于 R4 的基本功能構建。它們包括增強的錯誤管理、擴展的功能安全和 SoC 集成功能，旨在為高度嵌入式實(shí)時(shí)和安全關(guān)鍵型汽車(chē)系統奠定良好的基礎。
據 Arm 稱(chēng)，通過(guò)具有高度靈活的第二個(gè)內核來(lái)實(shí)現安全性，該內核可用于冗余或提高性能。Arm 表示，Cortex-R5 還從其更好的總線(xiàn)保護和糾錯碼 （ECC） 中脫穎而出。
Cortex-R5：Arm 實(shí)時(shí) CPU 架構內部
Cortex-R5 基于所謂的“哈佛”內存架構，這意味著(zhù)它具有用于指令和數據的獨立存儲和信號路徑（見(jiàn)圖）。實(shí)時(shí) CPU 內核增加了可選的集成指令和數據緩存控制器，同時(shí)其內部的緩存內存量非常靈活。這些緩存可以配置為 4 到 64 kB 之間，而回寫(xiě)和直寫(xiě)都是緩存行的選項。
CPU 內核核心的指令集是 Thumb-2。它將 32 位指令折疊到 16 位 Thumb 架構中，并支持數字信號處理。Cortex-R5 基于八級流水線(xiàn)微架構，具有指令預取、分支預測和選定的雙發(fā)射執行。并行執行路徑也是運行 MAC、shift-ALU、load-store、divide 和浮點(diǎn) （FP）作的軟件包的一部分。
Cortex-R5 最多包含一對緊密耦合的存儲器 （TCM）。TCM 是直接連接到處理器內核的專(zhuān)用、低延遲片上內存區域，與標準外部 RAM 相比，可提供更快的訪(fǎng)問(wèn)速度，通常用于關(guān)鍵代碼部分，例如中斷處理程序和/或確定性時(shí)序至關(guān)重要的實(shí)時(shí)工作負載。A 和 B TCM 可用于代碼和數據的任意組合，并且可以配置高達 8 MB。TCM B 還預置了兩個(gè)物理端口，即 B0 和 B1。這提供了傳入的直接內存訪(fǎng)問(wèn) （DMA） 數據流的交錯。
高度確定性或低延遲的工作負載可以在中斷服務(wù)例程的指令代碼和需要密集處理的數據等情況下利用可選的 TCM 接口，否則這些數據可能無(wú)法很好地響應緩存。
Cortex-R5 CPU 的其他可選構建塊
Cortex-R5 包括一個(gè)可選的 MPU，可設置為使用 12 個(gè)或 16 個(gè)區域。反過(guò)來(lái)，這些區域（可以重疊）的分辨率低至 32 字節。編號最高的區域被授予最高優(yōu)先級。
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