ARMベース・システムLSI開発の事例研究 ――CPUの選択,バス構成,グラフィックス処理やビデオ表示制御の取り扱い

山崎尊永

tag: 組み込み

技術解説 2006年7月27日

● CPU内のメモリ容量は性能とコストから慎重に判断

 ARM926EJ-Sは,ARMのV5TEJアーキテクチャに準拠したCPUで,論理合成可能なコアです.携帯電話向けのASICなどに多く採用されています.表2にその概要を示します.

 ARM926コアは,MMUのほかに,命令キャッシュとデータ・キャッシュを内蔵しています.また,高速にアクセスできる密結合メモリ(TCM:Tightly Coupled Memory)が命令用(ITCM)とデータ用(DTCM)のそれぞれに用意されています.内蔵するこれらのメモリは,メモリ・コンパイラを使って簡単に構築できますが,そのサイズを決めるには,必要な処理性能と許されるコストを考慮した総合的な判断が必要です.本LSIの場合,仕様設計の段階でターゲットとするアプリケーション・ソフトウェアがほぼ完成していたので,必要なキャッシュやTCMの容量は早期に判断できましたが,チップ・サイズ(コスト)に大きく影響するので,システム性能とのトレードオフを考えながら慎重に判断する必要がありました.

表2 ARM926EJ-Sの概要

項 目
内 容
アーキテクチャ
  • ARMアーキテクチャ V5TEJ準拠
      - 16ビット長(Thumb)命令サポート
      - 信号処理命令セット・サポート
      - Javaバイト・コード実行サポート
ハーバード・バス
  • 命令バスとデータ・バスの分離
TCM
  • 密結合メモリ(高速内蔵RAM)
      - 命令用密結合メモリ:ITCM(4K~1Mバイト)
      - データ用密結合メモリ:DTCM(4K~1Mバイト)
キャッシュ
  • 4ウェイ・セット・アソシアティブ
  • 32バイト/ライン
      - 命令キャッシュ:4K~128Kバイト
      - データ・キャッシュ:4K~128Kバイト
MMU
  • アドレス変換
  • データ・キャッシュ設定
ライト・バッファ
  • ライト・レイテンシの低減
ETM9
  • トレース機能,デバッグ機能のサポート
組み込みキャッチアップ

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