ARM ska matcha Motorolas kärnor

Processorkärnor för inbyggnad i enchipssystem är ett hett område. Brittiska ARM kontrar nu mot Motorolas nyss lanserade M-Core.

(San José, Elektroniktidningen)

Med ARM9 fyller engelska ARM, Advanced Risc Machines, igen luckan mellan den effektsnåla men prestandabegränsade ARM7 och den betydligt muskulösare StrongARM. ARM9 kan också ses som ett svar på Motorolas nyligen lanserade M-Core som presenterades i förra numret av Elektroniktidningen.

Precis som sina äldre syskon är ARM9 en 32-bitars risc-kärna avsedd för nästa generations multimedia- och kommunikationsutrustning: bland annat mobiltelefoner, personsökare, trådlösa telefoner, digitala assistenter (PDA) och set-top-boxar.

- ARM9 blir hundra procent kodkompatibel med ARM7. Den kan också använda den 16- bits instruktionsuppsättning, kallad Thumb, som utvecklades till ARM7, förklarar Ian Devereux, ansvarig för den nya arkitekturen på ARM.

Minimerar koden

Thumb minskar kodstorleken med cirka en tredjedel och gör det möjligt att använda billigare 16-bits minnen.

Priset konstruktören får betala är minskad prestanda när de komprimerade 16- bitsinstruktionerna översätts till användbara 32-bitsinstruktioner. Thumb har varit mycket framgångsrikt bland mobiltelefonkonstruktörer.

Enligt ARM används Thumb i fyra modeller som är i produktion och har designats in i ytterligare 30.

De första implementeringarna blir ARM9TDMI, som är själva processorkärnan, och ARM940T som förutom kärnan också har 4 kbyte minne för data- respektive instruktioner liksom en skrivbuffert och en ny skyddsenhet som förhindrar att exempelvis flashminnet ändras om programmet spårar ur.

- I en 0,35 μm-process med 3,3 V matningsspänning bör ARM9TDMI nå 220 Mips vid 200 MHz. Det är mer än dubbelt så mycket som ARM7TDMI, säger Ian Devereux.

Prestandaökningen kan till stor del förklaras med att ARM9 har fått en fem steg lång rörledning (pipeline). Det är två steg mer än ARM7. ARM9 har också fått separata bussar för data respektive instruktioner. Effektförbrukningen för ARM9TDMI är 1,5 mW/MHz vid 2,5 V och 4,5 mW/MHz vid 3 V för ARM940T.

Två ska använda kärnan

I dagsläget har Symbios Logic och VLSI Technology licensierat ARM9. De första provkretsarna kommer före årsskiftet och ARM9TDMI, som är själva processorkärnan, upptar inte mer än 4,8 mm2 i en 0,35 μm-process med tre metallager.

Per Henricsson