¿Cuál es realmente la diferencia entre la serie Cortex-M y la serie Cortex-R?

Question

¡Es interesante! Busqué para encontrar un artículo claro, pero no pude encontrar un artículo claro para esto. También encontré este enlace: ARM Cortex-R y este enlace: Serie Cortex-R pero no son exactamente claros. en la página wiki escribió:

Los núcleos están pensados para un uso robusto en tiempo real

y en la página del Cortex-R escribió:

Los procesadores de tiempo real ARM Cortex®-R ofrecen soluciones informáticas de alto rendimiento para sistemas integrados en los que se requiere fiabilidad, alta disponibilidad, tolerancia a fallos, capacidad de mantenimiento y respuestas en tiempo real.

y estos:

1. Alto rendimiento: Procesamiento rápido combinado con una alta frecuencia de reloj
2. En tiempo real: El procesamiento cumple con las restricciones de tiempo real en todas las ocasiones
3. Seguro: Sistemas fiables con una gran resistencia a los errores
4. Rentable: Características para un rendimiento, potencia y área

Para el número uno: Por ejemplo para el Cortex-M, recientemente el NXP hizo la serie NXP_LPC4XXX que tiene 200Mhz de velocidad de reloj y para el Cortex-R, puedes ver esto: Microcontroladores TMS570LS ARM Cortex™-R4 Es curioso porque tiene una velocidad de reloj de 180Mhz.

Para el número dos: está claro.

Para el número tres: ¡No está claro! ¿Qué significa esta frase? ¿Significa que el Cortex-M no es seguro/digno de confianza?

Para el número cinco: ¡Bueno, creo que sólo es un reclamo!

¿Quién tiene la experiencia para trabajar con esta serie (Cortex-R)? ¿Cuál es su opinión al respecto? ¿Cuál es la diferencia profunda y exacta entre la serie Cortex-M y la serie Cortex-R?

Answer 1

Es curioso, yo uso ambos en el trabajo :)

El Cortex-M3 (nosotros usamos STM32s) es un MCU de propósito general que es lo suficientemente rápido y grande (almacenamiento flash) para la mayoría de las aplicaciones integradas complejas.

Sin embargo, el R4 es una bestia completamente diferente, al menos la versión de Texas Instruments que yo utilizo: el RM42, similar al TMS570. El RM42 es un Cortex-R4 con dos núcleos que funcionan en "lock-step" para la redundancia, lo que significa que un núcleo está 2 instrucciones por delante del otro y se utiliza para la comprobación y corrección de errores. Además, uno de los núcleos está (físicamente) reflejado/inclinado y girado 90 grados para mejorar la resistencia a la radiación/ruido :)

El RM42 funciona a una velocidad de reloj superior a la del STM32 (100MHz frente a 72MHz) y tiene un conjunto de instrucciones ligeramente diferente y realiza algunas de las instrucciones más rápido que el M3 (por ejemplo, las instrucciones de división se ejecutan en un ciclo en el R4, no estoy seguro de que lo hagan en el M3).

Los temporizadores HW son MUY precisos en comparación con el Cortex-M3. Normalmente necesitamos un offset estático para corregir la deriva en los M3 - no así con el R4 :)

Donde yo llamaría a un Cortex-M3 una MCU de propósito general, llamaría al Cortex-R4 una MCU compleja de tiempo real/seguridad. Si no me equivoco, la RM42 es compatible con SIL3...

En mi opinión, el R4 es un gran paso adelante en cuanto a complejidad, incluso si no piensas utilizar las funciones de tiempo real/seguridad.

Un buen ejemplo de la diferencia de complejidad: El periférico SPI tiene 9 registros de control y estado en el STM32 mientras que el RM42 tiene 42. Es así con todos los periféricos :)

EDITAR:

Por si sirve de algo, en mis casos de uso el Cortex-R4 a 100MHz suele ser un 50-100% más rápido que el Cortex-M3 a 72MHz al realizar exactamente las mismas tareas. ¿Quizás porque el R4 tiene cachés de datos e instrucciones?

Otra comparación, unas 1000 líneas de código C y ASM se ejecutan en el reinicio antes de llegar a la llamada a main() con el subconjunto de las características de seguridad que utilizo actualmente :D y no la inicialización de periféricos ni nada, sólo el arranque y la autocomprobación (CPU, RAM, Flash ECC, etc.).

Esta página contiene más detalles

Answer 2

Familia ARM Cortex-R (v7-R)

• Rendimiento excepcional para aplicaciones en tiempo real.
• Los procesadores se han desarrollado para aplicaciones en tiempo real profundamente integradas aplicaciones de tiempo real profundamente integradas, en las que la necesidad de un bajo consumo y un buen comportamiento ante las interrupciones se combinan con un rendimiento excepcional y una gran compatibilidad. se equilibran con un rendimiento excepcional y una gran compatibilidad con las plataformas existentes.
• Los procesadores en tiempo real ARM Cortex®-R ofrecen una informática de alto rendimiento para sistemas embebidos en los que la fiabilidad, la alta disponibilidad tolerancia a fallos, capacidad de mantenimiento y respuestas en tiempo real son en tiempo real.

Familia ARM Cortex-M (v7-M)

• Soluciones de coste para el microcontrolador determinista determinista.
• Se han desarrollado principalmente para el ámbito de los microcontroladores, donde la necesidad de una gestión rápida y altamente determinista de las interrupciones de interrupciones se combina con el deseo de un número de puertas extremadamente bajo y un consumo de energía posible.
• La familia de procesadores ARM Cortex™ -M es una gama de procesadores compatibles con versiones superiores, fáciles de usar y de bajo consumo, diseñados para ayudar a los desarrolladores a satisfacer las necesidades de las aplicaciones integradas del futuro. satisfacer las necesidades de las aplicaciones integradas del futuro. Estas exigencias incluyen la entrega de más funciones a menor coste, el aumento de la conectividad, mejor reutilización del código y mayor eficiencia energética.

Answer 3

Tiene un buen artículo sobre aquí .

Las series Cortex-R y Cortex-M están dirigidas a diferentes requisitos y aplicaciones. Es importante conocer los parámetros y características que los separan, ya que puede haber aplicaciones en las que ambos pueden encajar. Este documento está orientado a este tipo de situaciones y ayuda a los diseñadores a seleccionarlas. El objetivo final es ayudar a los diseñadores o desarrolladores a comprender las arquitecturas de ARM.