میکروکنترلر های ARM (معماری و ساختار ؛ نحوه عملکرد و کاربردها ) مهندسی برق _ الکترونیک
پژوهشگر و نویسنده: ( افشین رشید )
نکته : میکروکنترلر ARM دارای معماری ۳۲بیتی RISC است که شرکت Acorn Computer Ltd در سال ۱۹۸۰ توسعه داده شده است. میکروپروسسور ARM حافظه فلش داخلی ندارد و منحصرا برای دستگاه های میکروکنترولر طراحی شده که آموزش و استفاده از آن ساده است.
ARM نام شرکتی است که معماری میکروپردازنده را طراحی کرده است. همچنین در زمینه صدور مجوز برای تولیدکنندگانی که تراشه واقعی تولید می‌کنند فعال است. نسل جدید پردازنده های ARM، که دارای سیستم پردازش ۳۲ بیتی با سرعت پردازش چند مگاهرتز تا چند صد مگا هرتز می باشند . سرعت بالا، قیمت ارزان و حجم کم این پردازنده ها باعث شد که اکثر تولید کنندگان میکروکنترلر ها و پروسسور ها مانند ATMEL PHILIPS, و… آن را در لیست محصولات خود قرار دهند. حجم کم پردازنده های ARM باعث شده که اکثر فضای داخلی میکروکنترلر ها برای تجهیزات جانبی مانند DAC ، Serial, LAN, USB, ADC و … بکار گرفته شود. هسته داخلی تمام میکروکنترلر های ARM کارخانجات مختلف یکی است بنابراین برنامه نوشته شده برای یک سری از میکروکنترلر ها را می توان برای سری دیگر نیز استفاده کرد.
معماری میکروکنترلر های ARM
معماری میکروکنترلر های ARM ویژگی های صرفه‌جویی انرژی و واحد پردازش مرکزی باعث شده که این تراشه در صنعت رباتیک جایی که هزینه انرژی کم است یک هدف حیاتی برای طراحی باشد. ساختار پردازنده هایی که در میکروکنترلر های ARM استفاده می شوند ، پردازنده های ۳۲ بیتی با معماری Risk می باشد، این پردازنده ها برای کاربردهای قابل حمل (Portable) بهینه سازی شده اند به صورتی که مصرف توان آن ها بسیار کم است و می توان آن ها را توسط باتری برای مدت زیادی روشن نگه داشت به عنوان نمونه می توان گوشی های موبایل را نام برد که در آن ها از این هسته پردازشی استفاده می شود.
معماری RISC در ساختار میکروکنترلر های ARM
این معماری داده‌ها و برنامه را به‌صورت مجزا ذخیره و همزمان از آنها استفاده می‌کند. این خانواده از میکروکنترولر برای تراشه هایی که از حافظه فلش برای ذخیره برنامه استفاده می‌کنند، در مقابل با EPROM قابل برنامه ریزی، EEPROM یا ROM که میکروکنترلر های دیگر همزمان آنها را بکار می‌گیرند، مناسبترند. حافظه فلش یک حافظه قابل برنامه ریزی غیر قابل‌تغییر است .اگر چه در این معماری دستورات سریعتر انجام می‌شوند، نوشتن برنامه مشکل تر است.
موارد کاربردهای میکروکنترلر خانواده ARM
یکی از محبوبترین میکروکنترلر های موجود در سیستم های جاسازی شده است که در صنایع به دلیل داشتن ویژگی های زیاد مورد استفاده قرار می‌گیرد. میکروکنترلر های ARM، حساسیت و عملکرد بالایی دارند که در طیف گسترده ای از دستگاه ها مانند سیستم های کنترل صنعتی، شبکه‌های بی سیم و سنسور ها و سیستمهای بدنه خودرو و در پروژه ها و صنایع رباتیک استفاده می شوند.
پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید)
دکترایِ تخصصی نانو _ میکرو الکترونیک