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ARM11プロセッサ ファミリ

ARM11プロセッサ ファミリ Image
ARM11™プロセッサ ファミリは、今日製造されている多くのスマートフォンに最適なエンジンを提供します。また、コンシューマ向け、家庭向け、エンベデッド アプリケーション向けにも広く利用されています。超低消費電力を可能にし、小面積設計の350 MHzから、速度を重視した設計の1 GHz(45/65 nm)まで幅広いパフォーマンスを提供します。ARM11プロセッサ ソフトウェアは、旧世代のすべてのARM プロセッサと互換性があるほか、メディア処理を意図した32ビット SIMD、 OSのコンテキスト切り替え性能を向上する物理タグのついたキャッシュ、ハードウェア レベルでのセキュリティ適用を可能にするTrustZone、リアルタイム アプリケーションを可能にする密結合メモリが導入されています。
 


低リスク、製品化までの時間を短縮

高い性能を低コストの設計で実現

  • 800MHz~1 GHz以上(65G)を2 mm2未満で実現
  • ARM11 MPCore™でSMPクラスタ内に1~4個のコア
  • ARMシステムIPフィジカルIP、サードパーティの設計支援の利用
  • AMBA® AHB-AXIブリッジ ファブリックによって、ARM926/AHBからARM11/AXIへの移行を簡素化

圧倒的なエンド ユーザ エクスペリエンス

  • メディア、OS、およびブラウザ パフォーマンスにおいて ARM926EJ-S™プロセッサを大きく凌ぐ性能
  • スマートフォン クラスのWebブラウザ サポート、広範なソフトウェアおよびツール エコシステム
  • Mali-200 と組み合わせることによってOpen GL ES 2.0をサポート可能、リッチなUIを実現

ARM11は、さまざまなSoCおよびOEM製品で広く採用されています。ARM11プロセッサのパブリック ライセンシを網羅した一覧が公開されていますので、そちらも参照してください。


コンシューマ、ワイヤレス、車載インフォテインメント用アプリケーション プロセッサ

  • ARM1176JZ(F)-SおよびARM11 MPCore™プロセッサ
    • コンシューマ製品やワイヤレス製品のアプリケーション プロセッサ用途を想定して設計されています。
    • どちらのプロセッサも、ARMv6命令セット アーキテクチャを備え、メディア処理拡張機能とARM Jazelle®テクノロジ、さらに、コンパクトなコードを可能にするARM Thumb®を持ちます。
    • ARM11プロセッサ ファミリの中で、ARM TrustZone™テクノロジを備えているのはARM1176JZ(F)-Sプロセッサだけです。TrustZoneテクノロジは、信頼できるコンピューティング環境をCPUおよびプラットフォーム アーキテクチャ内で構築できるようにする技術です。ダウンロードされたアプリケーションから重要なシステム機能を保護したり、ダウンロードされたメディアの著作権を保護したり、あるいは、無線を使った安全なシステム アップグレードを可能にするためには、信頼できるコンピューティング環境が不可欠です。
  • ARM11 MPCoreプロセッサによるスケーラブルなマルチコア パフォーマンス
    • ARM11 MPCoreの論理合成可能なマルチプロセッサは、ARM11マイクロアーキテクチャがベースとなっており、1~4個のプロセッサを含むように構成することで、最大2600 Dhrystone MIPSのパフォーマンスを実現することができます。

  • ARM1136J(F)-Sプロセッサ
    • アプリケーション プロセッサに使用する目的で設計され、ARM1176JZ(F)-Sプロセッサの機能を数多く備えています。
    • AMBA® 3 AXI™バスとTrustZoneは含まれていません。
    • ARM9プロセッサ ベースのSoC設計に使用されていた既存のAMBA AHBバス ペリフェラルとの互換性を意図して、ARM1136J(F)-Sプロセッサが実装される場合もあります。
    • 最新世代のARM Cortex-Aクラス プロセッサへの移行には、ソフトウェアの互換性が確保されています。

自動車、データ ストレージ、イメージング、エンベデッド制御用の高性能プロセッサ

  • ARM1156T2-Sプロセッサ
    • コード密度と命令セットの効率をさらに高めるARM Thumb-2テクノロジを採用した初のARMプロセッサ
      • Thumb-2テクノロジでは、純粋な32ビット コードと比べて使用メモリが31%低減されます。システム コストを削減できるとともに、既存のThumbテクノロジと比較して最大で38%のパフォーマンス向上も実現します。
    • キャッシュおよび密結合メモリ(TCM)に対するパリティ保護(オプション)と、マスク不可割り込みにも対応しているため、高い信頼性や高可用性が最重要視されるエンベデッド制御アプリケーションに最適です。
    • ARM1156T2-Sプロセッサは、強化されたメモリ保護ユニット(MPU)を特徴とし、現在ARM946E-SやARM966E-S、さらには以前の16ビット プロセッサが使用されているエンベデッド制御アプリケーションに理想的なアップグレード パスを提供します。
    • AMBA 3 AXI仕様に対応したインタフェースを備えているため、より少ないバス レイヤと高速のタイミング クロージャで高いシステム バス帯域幅を提供します。
    • 最新世代のARM Cortex-Rクラス プロセッサへの移行には、ソフトウェアの互換性が確保されています。

PPA ARM1176JZ(F)-S ARM11MPCore
プロセス ジオメトリ TSMC65LP TSMC 65GP TSMC 40G TSMC 65LP
パフォーマンス(DMIPS) 603 965 1238 530 * 2
パフォーマンス(Coremarks) 1002 1605 2058 1775
周波数*(MHz) 482 772 990 427
総面積(mm2 1.75 1.94 1.17 3.26
電力効率(DMIPS/mW) 3 6 12 3.9 * 2
ダイナミック電力(mW/MHz)** 0.41 0.208 0.105 0.318

ARM11プロセッサ ファミリの機能:

  • 強力なARMv6命令セット アーキテクチャ
  • ARM Thumb®命令セットによって、必要なメモリ帯域幅とサイズを最大35%軽減
  • ARM Jazelle®テクノロジによる効率的なエンベデッドJava実行
  • ARM DSP拡張機能
  • SIMD(Single Instruction Multiple Data)メディア処理拡張機能によってビデオ処理のパフォーマンスが最大2倍に向上
  • ARM TrustZone®テクノロジがオンチップ セキュリティの基盤を提供(ARM1176JZ-SおよびARM1176JZF-Sプロセッサ)
  • Thumb-2テクノロジARM1156(F)-Sのみ)によるパフォーマンス、エネルギー効率、コード密度の向上
  • 低消費電力:
    • 0.21 mW/MHz(65G)(キャッシュ コントローラを含む)
    • エネルギーを節約するパワーダウン モードが、最新プロセスにおいて静的漏れ電流の問題を解決
  • 高性能整数プロセッサ
    • 8段整数パイプラインが高いクロック周波数を実現(ARM1156T2(F)-Sは9段)
    • 独立したロード ストアおよび算術演算パイプライン
    • 分岐予測とリターン スタック
  • 高性能なメモリ システム設計
    • 4~64Kのキャッシュ サイズをサポート
    • DMA機能を備えたマルチメディア アプリケーション向けの密結合メモリ(オプション)
    • 高性能な64ビット メモリ システムが、メディア処理アプリケーションやネットワーキング アプリケーションにおけるデータ アクセスを高速化
    • ARMv6メモリ システム アーキテクチャがOSのコンテキストスイッチを高速化
  • ベクタ割り込みインタフェースと低割り込みレイテンシ モードが、割り込み応答とリアルタイム性能を高速化
  • オプションのベクタ浮動小数点 コプロセッサが車載/産業用制御と3Dグラフィックス アクセラレーションに対応(ARM1136JF-S、ARM1176JZF-S、ARM1156T2F-Sプロセッサ)
  • すべてのARM11ファミリ プロセッサをARM-Synopsysリファレンス メソドロジ準拠のデリバラブルとして提供することにより、特定のテクノロジを使ったコアの実装と、総合的な業界標準ビュー/モデルの生成にかかる時間を大幅に短縮

対応するCortexプロセッサ

Cortex™-A5プロセッサは、ARM1176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。現在、最先端の新しいSoC設計は、ARM 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ARM1176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の性能、電力、セキュリティを最適化するため、ARM1176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、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
アドバンスト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、PL340
DDR2ダイナミック メモリ コントローラ AXI DMC-342
スタティック メモリ コントローラ AXI SMC-35x、PL35x
TrustZoneアドレス空間コントローラ AXI PL380
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-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 小さく、OpenGL ES 1.0に対応したGPU

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、Gプロセス、65nm以下で最大1 GHzのARM11プロセッサ実装を、LPノード、65 nm以下で最大500 MHzの実装を実現します。ARM11に関連した以下のノードのために、ARMフィジカルIPには、ロジック ライブラリ、エンベデッド メモリ、インタフェース ライブラリ、および高速インタフェース コンポーネントが含まれています。
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、動作速度、消費電力、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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