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Cortex-A5プロセッサ

 
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ARM Cortex™-A5プロセッサは、小型で最低コストでありながら、エネルギー効率が非常に高いアプリケーション プロセッサであり、さまざまなデバイスでインターネット接続を可能にします。低コストのエントリ レベルのスマートフォン、多機能携帯電話、スマート モバイル デバイスから、量産エンベデッド型の一般用および工業用デバイスに至るまで、多種多様なデバイスに対応しています。

 

 

 

 


概要

Cortex-A5プロセッサは、既存のARM926EJ-S™およびARM1176JZ-S™プロセッサ設計にとって価値の高い移行パスとなります。Cortex-A5プロセッサは、ARM1176JZ-S以上のパフォーマンスとARM926EJ-S以上の電力効率およびエネルギー効率を実現し、100%のCortex-A互換性を備えています。

これらのプロセッサは、消費電力とコストが重視されるアプリケーションに対して、次のようなハイエンドの機能を提供します。

  • スケーラブルで高いエネルギー効率を実現するマルチプロセシング機能
  • メディアおよび信号処理用オプションの浮動小数点ユニットまたはNEON™ユニット
  • Cortex-A8Cortex-A9、およびClassic ARMプロセッサとの完全なアプリケーション互換性
  • キャッシュおよびメモリ管理ユニットを含む高性能メモリ システム

アプリケーション

Cortex-A5は、消費電力の極めて低いプロファイルの中で、高レベルのオペレーティング システムのための仮想メモリ管理を必要とするアプリケーション向けに設計されています。

製品タイプ アプリケーション
モバイル エントリレベルのスマートフォン多機能携帯電話モバイル決済、オーディオ
ホーム/コンシューマ デジタルTVDVD
エンベデッド/産業用 MPUスマート メータ

面積およびエネルギー効率

「どこでもインターネット」を実現する最も小型で低電力のアプリケーション プロセッサ

業界最高レベルのエネルギー効率とは、単位エネルギーあたりにCortex-A5がより多くの処理を実行できることを意味します。つまり、モバイル機器のバッテリの寿命が長くなり、放熱が少なくなります。Cortex-A5は、最小のCortex-Aプロセッサです。

スモール サイズ:

  • 製造コストの削減
  • より低コストな統合の実現
  • リークの低減

互換性

Cortex-A5プロセッサは、上位のCortex-A8プロセッサ、Cortex-A9プロセッサ、およびCortex-A15プロセッサとの完全な命令と機能の互換性を、オペレーティング システム レベルまで保っています。さらに、Cortex-A5プロセッサは、ARM926EJ-S、ARM1176JZ-S、およびARM7TDMI®を含むClassic ARMプロセッサのアプリケーションに対する互換性も備えています。


ARM Cortex-A5のパフォーマンス、電力、および面積
TSMC 40LP TSMC 40G
プロセス タイプ/公称電圧 低リーク、1.1 V パフォーマンス、1.0V
パフォーマンスまたは周波数に最適化 周波数 周波数
周波数 530~600 MHz(全てRVt)
700MHz + (一部LVt)
>1 GHz
RAM/キャッシュを除く面積 0.27 mm² 0.27 mm²
16K/16Kキャッシュを含む面積 0.53 mm² 0.53 mm²
16K/16Kキャッシュを含む面積 + NEON 0.68 mm² 0.68 mm²
ダイナミック電力 0.12 mW/MHz <0.08mW/MHz
エネルギー効率 13 DMIPS/mW >20 DMIPS/mW

コア面積、周波数範囲、および消費電力は、プロセス、ライブラリ、および最適化に大きく依存します。

ここに示す値は、汎用プロセス テクノロジ、ARMスタンダード セル ライブラリ、およびRAMを使用して論理合成されたコアを例とした値です。

ARM高性能SC12ロジックライブラリおよびパフォーマンスRAM
周波数に最適化
85%の使用率
周波数(条件:スロー シリコン/Vdd-10%(1.0 V)/125C)
10% OCV、50 psクロック誤差
電力(条件:ティピカル シリコン/Vdd(1.1 V)/25C)
すべて公称Vtトランジスタ


Cortex-A5
アーキテクチャ ARMv7-A Cortex
Dhrystone性能 1.57 DMIPS/MHz(コアあたり)
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 ARMv7メモリ管理ユニット
デバッグ&トレース CoreSight&trade; DK-A5

Cortex-A5の主な機能
Thumb-2 テクノロジ 従来のARMコードのピーク性能を実現したうえで、命令を格納するのに必要なメモリを最大30%削減します。
TrustZone&reg;テクノロジ デジタル著作権管理から電子決済までのさまざまなセキュリティ アプリケーションの信頼できる実装を保証します。テクノロジおよび業界パートナーからの幅広いサポートがあります。
NEONメディア処理エンジン(MPE) オプションのCortex-A5 NEON MPEは、Cortex-A5浮動小数点ユニットのパフォーマンスと機能に加え、ARM NEON Advanced SIMD命令セットの実装を提供して、メディアおよび信号処理関数のアクセラレーションを実現します。
MPEは、Cortex-A5の浮動小数点ユニット(FPU)を拡張して、8/16/32ビット整数および32ビット浮動小数点データ型に対するさまざまなSIMD演算一式をサポートする追加のレジスタ セットを提供します。
浮動小数点ユニット(FPU) オプションのCortex-A5 FPUは、ARM Vector Floating Point v4アーキテクチャの実装であり、16個の倍精度レジスタを備えています(VFPv4-D16)。このユニットは、『ANSI/IEEE Std 754-1985, IEEE Standard for Binary Floating-Point Arithmetic』(IEEE 754)に準拠した浮動小数点計算機能を提供します。
このFPUは、VFPv4アーキテクチャのすべてのデータ処理命令およびデータ型をサポートするほか、単精度および倍精度の加算、減算、乗算、除算、積和演算、および平方根演算を完全にサポートします。さらに、固定小数点データ形式、浮動小数点データ形式、および浮動小数点定数命令の間の変換も行います。
コンフィギュラブルなL1キャッシュ 電力に最適化されたL1命令およびデータ キャッシュを4~64 Kの範囲で個別に設定できます。ARM SRAMの最適化されたインスタンスを使用できます。
高性能AXIバス Cortex-A5は、複数の未解決のトランザクションをサポートする64ビットのユニファイドAXIバスを実装し、ARM1176JZ-Sと比較して3倍以上のメモリ帯域幅を備えています。

高度なマルチコア テクノロジ
スヌープ制御ユニット(SCU) SCUは、ARMマルチコア テクノロジの核であり、マルチコア テクノロジが有効なすべてのプロセッサについて、インターコネクト、調停、通信、キャッシュ対キャッシュおよびシステム メモリ転送、キャッシュ コヒーレンス、およびその他の機能を管理します。
さらに、Cortex-A5 MPCoreプロセッサは、これらの機能を他のシステム アクセラレータやキャッシュを持たないDMA駆動のマスタとなる周辺回路に公開します。これにより、プロセッサのキャッシュ階層へのアクセスを共有して、パフォーマンスの向上とシステム全体の消費電力の削減を実現します。さらに、このシステム コヒーレンスにより、ソフトウェア コヒーレンスをそれぞれのOSドライバ内に保持することから生じるソフトウェアの複雑さが緩和されます。
アクセラレータ コヒーレンス ポート(ACP) SCU上のこのAMBA&reg; 3 AXI&trade;互換のスレーブ インタフェースは、システム全体のパフォーマンス、消費電力、またはソフトウェアの簡素化の点で、Cortex-A5 MPCoreプロセッサと直接接続するのが望ましい多様なシステム マスタのインターコネクト ポイントを提供します。
このインタフェースは、標準AMBA 3 AXIスレーブとして動作し、接続されているコンポーネントに対して追加のコヒーレンス要件を課すことなく、すべての標準読み出しおよび書き込みトランザクションをサポートします。しかし、メモリのコヒーレント領域に対する読み出しトランザクションは、必要な情報が既にプロセッサのL1キャッシュに格納されているかどうかを判定するためにSCUとやり取りします。格納されている場合、その情報は要求元のコンポーネントに直接返されます。必要な情報がL1キャッシュにない場合は、最終的にメイン メモリに転送される前に情報がL2キャッシュ内でヒットする可能性があります。
コヒーレント メモリ領域に対する書き込みトランザクションの場合、SCUは、書き込みがメモリ システムに転送される前にコヒーレンスを強制します。また、オプションで、トランザクションをL2キャッシュに割り当てることで、オフ チップ メモリへの直接的な書き込みが消費電力とパフォーマンスに与える影響を回避することもできます。
汎用割り込みコントローラ(GIC) 新しく標準化され設計されたARM割り込みコントローラの実装により、GICは、プロセッサ間通信およびシステム割り込みのルーティングと優先順位付けに対する柔軟で優れたアプローチを提供します。GICは、ソフトウェア制御の下で最大224個の独立した割り込みをサポートします。それぞれの割り込みに対して、CPU間での転送、ハードウェアの優先順位付け、およびオペレーティング システムとTrustZoneソフトウェア管理レイヤ間のルーティングなどの操作を実行できます。このルーティングの柔軟性とオペレーティング システム内に割り込みを仮想化する機能のサポートは、準仮想化マネージャを使用したソリューションの機能を高めるために必要な機能の1つです。

他のIPブロックに統合されることが多いCortex-A5プロセッサは、数多くの次世代のデバイスの中心的存在と言えます。

システムIP

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-400、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&trade;デザイン キット ATB CDK-11

メディア プロセッサ
Mali&trade;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-300 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-400 GPUのコスト最適化バージョンで、シェーダ プロセッサが1つ、かつL2キャッシュが8kBに限定されます。
Mali-55GPU Mali-55 GPUは、Maliタイル ベースのレンダリング アーキテクチャを使用してグラフィカル イメージを表示するときのエネルギー効率を最大化し、システム上の帯域幅要求を最小化する、世界最小のOpenGL ES 1.1準拠のGPUです。

フィジカルIP
ARM&reg;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、28 nm以下のプロセスでCortex-A5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、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。

ツールのサポート

すべてのARMプロセッサは、ARM Development Studio 5(DS-5&trade;)ツール スイートのほか、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 DS-5ソフトウェア開発ツールは、完全なARM技術ポートフォリオを最大限に活用する他に例のないソリューションです。


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