Уникальность
Реферат на тему: Специализированные микропроцессоры и микроконтроллеры используемые в сотовых телефонах
Аа
34949 символов
Категория
Микропроцессорная техника
Тип работы
Реферат

Специализированные микропроцессоры и микроконтроллеры используемые в сотовых телефонах

Введение

На сегодняшний день мобильные устройства получили широкоераспространение. Одно из их главных преимуществ - наличие возможностииспользования в любой удобный момент. Однако быстрый расход заряда батареи ставит под угрозу преимущество мобильности.
Микроконтроллер представляет собой небольшой и недорогой компьютер, созданный для решения конкретных задач, таких как отображение информации на семи-сегментном дисплее на железнодорожной платформе или получение информации с пульта дистанционного управления телевизором. Микроконтроллеры, в основном, используются в продуктах, требующих определенного контроля над пользователем. Сегодня на рынке доступны различные типы микроконтроллеров с различными длинами слов, такими как 8-битные, 16-битные, 32-битные. Микроконтроллер представляет собой сжатый микрокомпьютер, предназначенный для управления функциями встроенных систем в офисных машинах, роботах, бытовой технике, автомобилях и ряде других гаджетов. Поэтому в сегодняшнем технологическом мире многое делается с помощью микроконтроллера. В зависимости от приложений мы должны выбирать определенные типы микроконтроллеров.
Рассматриваются архитектуры мобильных устройств, история их разработки, использование разных архитектур в современной портативной технике.


1. Архитектуры современных мобильных устройств

К современным мобильным устройствам относят прежде всего смартфоны и планшетные компьютеры. Их главными параметрами являются размер и способность к транспортированию. Мало кто знает, что от персональных компьютеров они отличаются прежде всего принципом построения архитектуры устройства.
Почти все процессоры настольных компьютеров используют архитектуру *86 (от англ. Intel 80x86), разработанную в 1978 г. Эта архитектура процессора впервые была реализована в процессорах компании Intel. Помимо продукции Intel архитектура также применяется в процессорах AMD, VIA, Transmeta, IDT и др. У архитектуры х86 существует соответствующий ей набор команд CISC (от англ. Complex Instruction Set Computing или англ. Complex Instruction Set Computer — компьютер с полным набором команд). Это означает, что при запуске любой программы, процессор устройства обрабатывает всю цепочку команд. Например, при запуске графического редактора он производит загрузку всех инструментов, фильтров, эффектов и других функций сразу, что требует немалой вычислительной мощности.
В большинстве мобильных устройств используется архитектура ARM (от англ. Advanced RISC Machine, Acorn RISC Machine — усовершенствованная RISC-машина). Этой архитектуре соответствует набор команд типа RISC (от англ. Restricted (Reduced) Instruction Set Computer — компьютер с сокращенным набором команд). Процессоры таких устройств отвечают за значительно меньший объем команд, быстродействие в них достигается путем упрощения инструкций. Если запустить графический редактор на устройстве с таким процессором, то при открытии будут загружены только основные функции, а используемые во время работы дополнительные модули будут подгружены по мере их вызова. Этот метод обеспечивает высокую скорость работы, несмотря на малую вычислительную мощность.
Почти все RISC-инструкции довольно просты и выполняются за один такт работы процессора, основными в этом наборе команд являются инструкции загрузки Load и сохранения Store. Для выполнения RISC-инструкций нужно меньше логических элементов, чем для CISC-инструкций, которые могут выполнять сразу несколько низкоуровневых операций, что в конечном итоге снижает стоимость процессора и увеличивает тактовую частоту.
Первые процессоры ARM были представлены 26 апреля 1985 г. компанией Acorn Computers под названием ARM 1. ARM2 были доступны уже в следующем году. К настоящему времени процессоры ARM претерпели много изменений и доработок, но компактность конструкции сохранилась до сих пор: кристалл процессора ARM2 содержал 30 тыс. транзисторов, a ARMv7 содержит всего на 5 тыс. транзисторов больше.
Корпорация ARM Holdings, дочерняя компания Acorn Computers, в отличие от Intel или AMD, сама ничего не производит, предпочитая продавать это право другим производителям мобильных устройств. Среди ее лицензиатов такие кампании, как AMD, Apple, Intel (до 2006 г.), NXP, STMicroelectronics, Samsung, LG, MediaTek, MStar, Qualcomm, Sony. При этом многие лицензиаты делают собственные версии ядер на базе процессора ARM.
До недавнего времени все мобильные устройства, основанные на процессоре ARM, поддерживали только 32-разрядные вычисления. ARMv8 — первый 64- битный процессор, он позволяет работать с объемом оперативной памяти 4 Гбайт и больше.
Рассмотрим примеры последних решений на процессоре ARM.
Смартфон Apple iPhone 6S (рис. 1).


Рис. 1. Процессор Apple A9 смартфонаApple iPhone 6S
Процессор Apple А9 - 64-битный двухъядерный ARM-микропроцессор с архитектурой ARMv8-A компании Apple из серии Apple Ах. Изготавливается по новому 14-нм FinFET техпроцессу. Используется в смартфонах iPhone 6S и iPhone 6S Plus.
Смартфон Samsung Galaxy S6 (рис. 2).


Рис. 2. Процессор Samsung Exynos 7420смартфона Samsung Galaxy S6
Процессор Samsung Exynos 7420 — 64-битный восьмиядерный ARM-микропроцессор с архитектурой ARMv8-A компании Samsung. Используется в смартфонах Samsung Galaxy S6, Samsung Galaxy S6 Edge, Samsung Galaxy Note 5, Samsung Galaxy S6 Edge+.
Смартфон Microsoft Lumia 950 (рис. 3).


Рис. 3. Процессор Qualcomm Snapdragon 808смартфона Microsoft Lumia 950
Процессор Qualcomm Snapdragon 808 - 64-битный шестиядерный ARM-микропроцессор с архитектурой ARMv8-A. Он также используется в смартфонах LG G4, LG Nexus 5Х, Xiaomi mi4c, Motorolla Moto X Style.
Все эти мобильные устройства содержат 64- битные PISC-процессоры, которые основаны на ядрах Cortex-A57 и Cortex-A53.
Мобильные устройства, основанные на архитектуре х86, тоже существуют. В основном это планшетные компьютеры на операционных системах Windows 8 и 10 и некоторые смартфоны с процессором Intel Atom. Intel Atom — единственный на сегодняшний день процессор компании Intel, использующийся в смартфонах. Некоторые планшетные компьютеры, предназначенные для решения более сложных задач, имеют процессоры Intel Core i3 и Intel Core i5.
Из недавно вышедших смартфонов для примера можно рассмотреть следующие:
Смартфон ASUS ZenFone 2 Deluxe (рис. 4).

Рис. 4. Процессор Intel Atom Z3580 смартфона ASUSZenFone 2 Deluxe
Процессор Intel Atom Z3580 - 64-битный четырехъядерный микропроцессор с архитектурой х86 компании Intel из серии Intel Atom. Используется в мобильных устройствах Asus MemoPad 8, Nokia N1, Dell Venue 8 7000, Asus Zenfone 2.
Процессоры Intel Atom еще не до конца доработаны, они пока сильно уступают процессорам ARM. Примером служит то, что такая большая компания, как Apple, использует процессоры фирмы Intel во всех своих персональных компьютерах и ноутбуках, но не использует процессоры Intel Atom для смартфонов и планшетов. Компания Intel заявляет, что будет вкладывать много усилий в совершенствование линейки процессоров для мобильных устройств, чтобы все больше производителей устанавливали процессоры Intel Atom в свои новые модели.

2. Современные мобильные процессоры

Работа современных смартфонов основана на процессоре SoC (система-на-чипе). Помимо центрального процессора, в него входит модем, видео-ядро и прочие компоненты, распаянные на плате. Появление новою стандарта ОЗУ LPDDR4 также способствовало развитию новых систем, которые могут поддерживать такую память. Она более производительна и потребляет меньше энергии, что является ключевым аргументом для любой мобильной техники. Практически все мобильные процессоры построены на архитектуре ARM.
Рассмотрим модели лучших процессоров от разных производителен.
По заявлению компании Apple новый чип А9 получил прирост производительности до 70% в целом и порядка 90 % по графике по сравнению с предыдущим поколением чипов Apple А8. Также энергопотребление новою чипа снижено на 35% и его размеры уменьшились на 15 %.
Эти процессоры установлены на iPhone 6S и 6S Plus.
2. Snapdragon 801 MSM8974AC

1. Apple A9

2. Snapdragon 801 MSM8974AC
Apple A9 — 64-битный двухъядерный ARM- макро процессор с архитектурой ARMv8 компании Apple из серии Apple Ах. изготавливаемый по новому 14-нм FinFET техпроцессу. В декабре 2013 года стало известно о подписании контракта компанией Samsung на выпуск в 2015 году следующего поколения процессоров Apple по новому 14-нм технологическому процессу на транзисторах с вертикально расположенным затвором (fin field effect transistor. FinFET). А в декабре 2014 года появилась информация о начале производства на фабрике S2 компании Samsung в Остине первой пробной партии нового чипа Apple А9 по 14-нм техпроцессу с использованием FinFET-транзисторов.
Qualcomm Snapdragon 801 MSM8974AC — ARM- чнп для топовых планшетов и смартфонов. Он производится на заводах компании TSMC на 28- нанометровом HKMG-техпроцессе и включает 4 процессорных ядра на архитектуре Krait 400

Зарегистрируйся, чтобы продолжить изучение работы

Автор работы
4.6
Елена Березина
Микропроцессорная техника
1789 заказов
Образование
Рекламная площадка позиционирует маркетинг. Имидж охватывает ребрендинг. Выставочный стенд тормозит сублимированный анализ зарубежного опыта.
Отзывы
19.11.2021
выполнил быстро и верно
обратиться
Больше отзывов
Больше рефератов по микропроцессорной технике:

Архитектура системы команд. Классификация процессоров (CISC и RISC)

Аа
26550 символов
Микропроцессорная техника
Уникальность
Все Рефераты по микропроцессорной технике
Закажи реферат

Наш проект является банком работ по всем школьным и студенческим предметам. Если вы не хотите тратить время на написание работ по ненужным предметам или ищете шаблон для своей работы – он есть у нас.