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ARM11MPCoreプロセッサ

ARM11MPCoreプロセッサ Image (View Larger ARM11MPCoreプロセッサ Image)
ARM11™ MPCore™マルチコア プロセッサにはARM11マイクロアーキテクチャが実装されており、1つのRTLベースから1~4コアを設計可能なマルチコア スケーラビリティが備わっています。これにより、最大で単一コアの4倍のパフォーマンスを実現する単一マクロを備えたシステムを容易に設計できます。ARM11 MPCoreプロセッサにはSCUが組み込まれているため、効率的にコヒーレンシを実現します。また、ARM SMP機能と互換性のある幅広いOSによってサポートされます。このプロセッサは、ARMv6アーキテクチャにPIPTキャッシュを追加して拡張したものであり、16KB-64KB L1キャッシュを効率的にサポートします。
 


ARM11 MPCore:スケーラビリティおよび電力/パフォーマンス

マルチコアの理由

  • 非常に優れた総パフォーマンス
    • ARM11 MPCoreのコア1つあたり2.0 Coremarks/MHz
    • MTコアに比べて予測性が高いシングル スレッド パフォーマンス
    • 電力効率(DMIPS/mW)と面積効率が高い
  • 計算量の多いアプリケーションの多くにとって理想的
    • ネットワーク トラフィックおよび計算の混在(STBWLANなど)
    • 複数のプロセスを備えたOS  GUI環境(ネットブックなど)
    • 専用に作成されたマルチワーカ データ処理アプリケーション(プリンタなど)
  • シンプルで広く認知された'SMP'または'AMP'プログラミング モデルと同型の4 GB物理メモリにより、プロセッサ パワーを利用可能

ARM11 MPCoreをお勧めする理由

  • ARM11は低ダイナミック消費電力
    • 処理量に比例(コアがスタンバイWFIの場合はダイナミック電力消費なし)
  • スタンバイ電力(スタティック電力)は最小
    • OSで未使用コアへの電力供給を簡単に停止でき、リークは最小レベルで効率的
  • 完成度
    • 支持されているARM11マイクロアーキテクチャが基盤
    • 広くライセンス供与および実装されている
    • ARM SMPはOSベンダが十分にサポート

 


高速シングル コアおよび面積最適化デュアル コア

PPA推定値 速度最適化ARM11MPシングル コア 面積最適化ARM11MPデュアル コア
プロセス ジオメトリ 65G OD 65LP
パフォーマンス 1075 DMIPS 530 x 2 DMIPS
パフォーマンス 1730 Coremarks 854 x 2 Coremarks
周波数* 865 MHz 427 MHz
総面積 1.77 mm2 3.26 mm2
電力効率** 4.1 DMIPS/mW 3.9 * 2 DMIPS/mW

速度最適化ARM11 MPCore:32/32K L1、Jazelle®VFPなし。デュアルARM11MPCore:32/32K L1、Advantage 10Tライブラリ、2x AXI、Jazelle、VFPなし

高速シングル コアおよび面積最適化デュアル コア


PPA推定値 ARM11MP 2コア ARM11MP 4コア
プロセス ジオメトリ 65G 65G
パフォーマンス 938 x 2 DMIPS 915 x 4 DMIPS
パフォーマンス 3004 Coremarks 5856 Coremarks
周波数* 751 MHz 732 MHz
総面積 3.9 mm2 8.6 mm2

ARM11MP 1コアにつきVFP、Jazelle、ETMを搭載、16/16K L1、デュアルAXI、32割り込み、12T Advantage-HS

* SS、Vdd - 10%、125C、W/C、50psクロック ジッタ、+/-3%デューティ サイクル、10% OCVマージンおよび100psホールド マージン、12T SC、高速メモリで計測。ツール、フロー、フィジカルIPによって異なる

** TT、Vdd、25Cでの電力(Dhrystone実行時に計測)


ARM11MPcore
アーキテクチャ ARMv6
Dhrystone性能 1.25 DMIPS / MHz
マルチコア
  • 1~4コア
  • シングル コア バージョンも提供

ISAのサポート

メモリ管理 メモリ管理ユニット
デバッグ&トレース CoreSightデザイン キット

主な機能

ARM11 MPCoreはスケーラブルなマルチプロセッシングを提供

  • 1~4コアのスケーラビリティ
    • RTL合成コンフィギュレーションにより、1~4 CPUの範囲のスケーラビリティを定義
    • 組み込みの割り込み分配回路により、プロセッサ間通信によるレイテンシを低減
    • スヌープ制御ユニットにより、高性能で電力効率に優れたキャッシュ コヒーレンシを実現
  • ユニプロセッサのような実感
    • SoC統合の簡素化
    • 各種デバイスに共通のソリューション
    • ソフトウェア プラットフォームの標準化
  • 合成のコンフィギュラビリティ
    • プロセッサ数(1~4)
    • I/O割り込み数(32~224)
    • AXIバス数(1または2)
    • データおよび命令キャッシュ サイズ:16, 32, 64
    • ベクタ浮動小数点コプロセッサ(CPU単位)
    • Jazelle-DBXオプション(CPU単位)
    • ETMオプション(CPU単位)
    • DVFS(自動シフタ/ラッチ)のサポート(ARM1176と同様)
    • 同期または非同期バス インタフェース
  • 高度な電力管理
    • MPCoreサブシステム全体のDVFSのサポート
    • ダイナミック電力はWFI/WFE命令で制御
      • クロック停止(リークのみ)
    • スタティック電力については、コアへの電力供給を停止し、リーク電力を削減
      • N個構成のプロセッサ システムではN-1個のプロセッサへの電力供給を停止可能
      • Linuxでは'CPUのホットプラグ'を完全にサポート
      • 電力供給停止時にキャッシュ クリーニングを実行
      • 電力供給開始時にはウォーム ブート シーケンスが必要
    • MPCoreは最大10のコア ロジックおよびRAMブロックへの電力供給の個別停止をサポート
      • 各CPUのロジック セルの4つのパワー ドメイン
      • 各CPUのキャッシュおよびRAMの4つのパワー ドメイン
      • SCUタグRAMの1つのパワー ドメイン
      • 上記以外のロジックの1つのパワー ドメイン
        • SCUおよびプライベート ペリフェラル

対応するCortexプロセッサ

Cortex™-A5プロセッサは、ARM11MPCoreの後継製品です。Cortex-A5プロセッサは、ARMv7のメリットであるNEON™、TrustZone®、および高度なAMBA® AXI™バスを活かし、ARM11™プロセッサと同等の速度を、より小さいダイ面積と低い消費電力で実現します。Cortex-A5はまた、ARM11MPCoreのコヒーレントなマルチコア アーキテクチャを拡張する1-4ウェイのSMPスケーラビリティを提供します。現在、最先端の新しいSoC設計は、高性能にはARMCortex-A9プロセッサ、低消費電力とARMv7の互換性を持つ面積が必要な場合はCortex-A5プロセッサをベースとするのが主流ですが、コスト、低リスクが重要な要件となる用途を中心に、一部のSoC設計では、今もARM11MPCoreプロセッサがベースとして採用されています。

システムIP

SoCの電力および性能を最適化するため、ARM11MPCoreプロセッサは他の多くのIPブロックに統合されるのが一般的です。

システムIPコンポーネントは、複雑なSoC(System on Chip)を構築するうえで極めて重要なコンポーネントです。開発者は、ARMのシステムIPコンポーネントを利用して、開発および検証サイクルの大幅な短縮、コストの削減、製品化までの時間の短縮を実現できます。


説明 AMBAバス システムIPコンポーネント
AMBA 3インターコネクトIP AXI NIC-301、PL301
DMAコントローラ AXI DMA-330、PL330
レベル2キャッシュ コントローラ AXI L2C-310、PL310
ダイナミック メモリ コントローラ AXI DMC-340、PL34x
DDR2ダイナミック メモリ コントローラ AXI DMC-341、PL341
スタティック メモリ コントローラ AXI SMC-35xPL35x
CoreSightデザイン キット ATB CDK-11

メディア プロセッサ
Mali™製品ファミリは、すべてのエンベデッド グラフィックス ニーズに対応する完全なグラフィックス スタックを提供します。これにより、デバイス メーカーやコンテンツ開発者は、さまざまな範囲のコンシューマ デバイスに対して最先端の高品質グラフィックス ソリューションを提供できます。
Mali-400 GPU 世界初のOpenGL ES 2.0準拠のマルチコアGPUは、2Dおよび3Dアクセラレーションを提供し、最大で1080pの解像度に対応します。
Mali-200 GPU 高度な2Dおよび3Dアクセラレーションを提供する高性能グラフィカル プロセッサです。OpenGL ES 2.0をサポートします。
Mali-55 GPU 小面積のOpen GL ES 1.0対応GPUです。

フィジカルIP
ARM®フィジカルIPプラットフォームは、プロセスに最適化されたIPを提供して、65 nm以下のプロセスでARM11MPCoreプロセッサのクラス最高の実装を実現します。
スタンダード セル ロジック ライブラリ さまざまなアーキテクチャで利用できるARMスタンダード セル ライブラリは、あらゆる種類のSoC設計のさまざまなパフォーマンス範囲をサポートします。設計者は、各種のライブラリを選択し、スピード、電力、面積の点で設計を最適化できます。
メモリ コンパイラおよびレジスタ あらゆる種類のSoC設計に対するシリコン実証済みのSRAMレジスタ ファイル、およびROMメモリ コンパイラは、パフォーマンス重視のアプリケーションからコストや低消費電力が重視されるアプリケーションに至るまでのすべての種類に対応します。
インタフェース ライブラリ シリコン実証済みの幅広いインタフェースIP製品群は、さまざまなシステム アーキテクチャおよび標準を満たすように設計されています。汎用I/O特殊I/O、高速DDR、およびシリアル インタフェースは、少ないピン数で高いデータ スループットのパフォーマンスを実現するように最適化されています。
ARM11用プロセス ノード
  • TSMC 65 nmテクノロジ
  • GLOBALFOUNDRIES 65 nmテクノロジ
  • TSMC 40 nmテクノロジ

ツールのサポート

すべてのARMプロセッサは、ARM RealView®開発ツール製品群のほか、幅広いサードパーティ製ツール、オペレーティング システム、EDAベンダによってサポートされています。ARMのRealViewツールは、コンセプトから最終製品の市場化まで、開発プロセス全体に対応する他に例のないソリューションです。


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