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Uma CPU ARMv7 é uma unidade central de processamento baseada na arquitetura ARM. ARM, originalmente Acorn RISC Machine, foi concebida em 1983 pela Acorn Computers e projetada para uso no microcomputador BBC da Acorn. A arquitetura ARM fornece uma arquitetura de computação de conjunto de instruções reduzido (RISC) para processadores de computador que são compatíveis com a Arquitetura de Conjunto de Instruções (ISA) da ARM. O projeto é licenciado pela ARM Holdings, uma subsidiária da Nvidia Corp. Armstrong RISC Machine depois mudou seu nome para ARM Architecture.
Com base nas diferentes arquiteturas, vários tipos de CPUs ARMv7 estão disponíveis:
ARM Cortex-A7
Uma CPU Cortex A7 pode ser encontrada em tablets e smartphones. Ela possui uma tecnologia Dynup que permite que funcione dinamicamente em diferentes frequências com base nas necessidades. Consome muito pouca energia e possui uma estrutura big.LITTLE, o que permite compartilhar tarefas entre os núcleos Cortex A7 e A15.
Cortex A8
A CPU ARM Cortex A8 possui co-processador SIMD e NEON que suporta mídia elétrica, como criptografia e instruções SIMD. Ela possui suporte de hardware para arquitetura de dois threads e geralmente é encontrada em smartbooks, tablets e smartphones. Alguns telefones móveis utilizam OMAP3 e Samsung Exynos 3, que foi construído com Cortex A8.
Cortex A9
A CPU Cortex A9 pode ser encontrada em sistemas em chip construídos para aplicações em smartbooks, tablets e smartphones. Pode ser usada em configurações de núcleo único, multinúcleo ou dual-core, suportando arquitetura SoC multinúcleo. Um bom exemplo de um dispositivo que usa essa CPU Cortex A9 é o Play Station Move, o controlador de movimento e periférico de jogos da Sony para o console Play Station 3.
Cortex A15
Geralmente, as CPUs Cortex A15 são utilizadas em aplicações embarcadas de alto desempenho e smartphones. O projeto permite que chips de sistema SO-C usem configurações de núcleo único, quad-core e multinúcleo. É comumente usado em processadores de aplicação em smartphones e aplicações embarcadas de alto desempenho. Ele possui várias capacidades, como suporte a SIMD de 128 bits e virtualização de hardware, entre outras.
Cortex A17
Devido ao seu bom desempenho e eficiência, a CPU Cortex A17 geralmente é encontrada em tablets e smartphones de última geração. Ela possui alguns recursos excelentes, como colaborar com outros processadores em uma arquitetura big.LITTLE e ter uma extensão SIMD que utiliza paralelismo de nível de dados.
Cortex A32
Uma CPU Cortex A32 é usada em diferentes aplicações e dispositivos embarcados, de vestíveis a smartphones. Ela possui vários recursos como unidade de proteção de memória, arquitetura de conjunto de instruções thumb (TISA), ponto flutuante de hardware e multiplicador de hardware, entre outros.
Cortex A53
Uma CPU Cortex A53 pode ser encontrada em vários dispositivos e aplicações embarcados, de automotivos a eletrônicos de consumo. Ele usa a tecnologia TrustZone da ARM, que oferece um ambiente de execução seguro para tarefas e aplicações críticas.
Cortex A57
As CPUs Cortex A57 podem ser encontradas em processadores de aplicação em tablets e smartphones Android de última geração. Funciona com Cortex A53 em uma configuração big.LITTLE. Ela possui alguns recursos excepcionais, como Dynamic Voltage and Frequency Scaling (DVFS), que permitem que ajuste dinamicamente sua frequência e voltagem com base na carga de trabalho.
Cortex A72
Esta CPU é normalmente utilizada em sistemas embarcados e smartphones de última geração. Ela possui alguns recursos excelentes, como suporte a núcleo MP, que permite que vários núcleos de processamento trabalhem juntos de forma eficiente para melhorar o desempenho e a escalabilidade do sistema.
Cortex A73
Uma CPU Cortex A73 geralmente é encontrada em ambientes virtualizados e dispositivos móveis. Ela possui recursos como SecureELM, que protege o ambiente de execução do ARM TrustZone de ameaças de hypervisor e independentes do host.
Cortex A75
O Cortex Arm A75 é projetado para aplicações embarcadas de alto desempenho e dispositivos móveis. Ele permite que chips de sistema usem a arquitetura big.LITTLE junto com multiprocessamento de cluster misto (big.LITTLE).
Arquitetura:
A arquitetura Cortex ARMv7 consiste em uma arquitetura de processador, uma arquitetura de conjunto de instruções (ISA) e várias tecnologias e perfis de arquitetura de sistema. Os processadores da série ARM Cortex-A usam a arquitetura ARMv7-A. Os recursos da arquitetura ARMv7 incluem tecnologia NEON para extensões SIMD e criptografia, hardware de zona confiável e suporte a virtualização. Em termos de arquitetura de memória, o ARMv7 possui uma unidade de proteção de memória (MPU) em vez de uma unidade de gerenciamento de memória (MMU). Ele usa um único mapa de memória e suporta migração de máquina virtual ao vivo.
Eficiência energética:
A eficiência energética é um fator crucial para dispositivos de computação. Muitos pretendem funcionar com energia de bateria ou possuem considerações rigorosas de tamanho e custo. A arquitetura da CPU Cortex ARMv7 se concentra na eficiência energética, o que reduz o consumo de energia da CPU. Ele atinge um equilíbrio ideal entre desempenho e eficiência energética. Isso permite que as CPUs ARM sejam o padrão para dispositivos móveis como smartphones e tablets.
Escalabilidade de desempenho:
A arquitetura ARMv7 possui diferentes perfis (A, R, M) e vários núcleos Cortex, permitindo que OEMs e desenvolvedores escolham a CPU certa para sua aplicação. Ele varia de Cortex-A de alto desempenho a Cortex-M de baixo consumo de energia. Essa escalabilidade permite que a arquitetura ARMv7 atenda mercados diversos, de aplicações móveis e embarcadas a servidores e supercomputação. Ele também possui modelos de multiprocessamento assimétrico de 1-átomo, 2-átomos e ea-átomos. Isso torna possível personalizar o hardware para diferentes cargas de trabalho. Os recursos incluem frequência variável, GPU, computação heterogênea e processamento big-little.
Suporte a virtualização:
O suporte a virtualização é um recurso importante da arquitetura ARMv7. Ele fornece um hypervisor leve que permite que vários sistemas operacionais e aplicativos sejam executados virtualmente simultaneamente em uma única plataforma de hardware. Ele também suporta extensões de virtualização ARM (VE) projetadas para servidores e virtualização de infraestrutura. Esses recursos aprimoram a flexibilidade e a eficiência em vários ambientes, de IoT a virtualização corporativa.
Recursos de segurança:
Os recursos de segurança da CPU da arquitetura ARMv7 incluem a tecnologia TrustZone para transações seguras/criptografadas, isolamento de usuário/recurso, inicialização segura e monitoramento de integridade da plataforma. Ele também possui extensões de criptografia com algoritmos criptográficos otimizados por hardware para melhorar softwares e aplicativos seguros. A arquitetura também permite implementar hypervisor e monitores de máquina virtual seguros usando extensões de segurança para a arquitetura.
Devido ao seu desempenho poderoso e uso eficaz de energia, a CPU Armv7 possui uma ampla gama de aplicações, do setor de eletrônicos de consumo às indústrias de IoT e automotivas. Os seguintes são alguns cenários de uso típicos para a CPU Armv7:
Dispositivos móveis
No início, o projeto da CPU Armv7 era principalmente para uso em dispositivos móveis como tablets e smartphones. Era poderosa o suficiente para lidar com aplicativos móveis exigentes e tarefas multimídia, tudo usando pouca energia para estender a vida útil da bateria. A arquitetura Armv7 é o que a maioria dos dispositivos Android usa para executar o sistema operacional e os aplicativos.
Sistemas embarcados
Além dos dispositivos móveis, muitos sistemas embarcados, de dispositivos médicos a equipamentos para controles industriais, usam a CPU Armv7. Sua variedade de perfis de energia torna fácil encontrar o melhor hardware para aplicações embarcadas específicas. Ele também é confiável o suficiente para atender às necessidades de tarefas embarcadas de missão crítica.
Sistemas automotivos
A arquitetura Armv7 é frequentemente usada em aplicações automotivas dentro do veículo. Isso inclui tudo, de sistemas avançados de assistência ao motorista (ADAS) a sistemas de infoentretenimento. Como muitos aplicativos de carro exigem processamento em tempo real, a CPU Arm Cortex A7 é particularmente importante. Ele atende aos padrões de alto desempenho, durabilidade e segurança exigidos pelos veículos modernos.
Equipamentos de rede
Roteadores e outros equipamentos de rede frequentemente usam o processador Armv7. Ele pode lidar com o throughput e multitarefa de forma eficiente, o que é necessário para gerenciar o tráfego de rede. Além disso, como pode usar energia de forma mais eficaz, é uma escolha ideal para aplicações embarcadas que são executadas continuamente.
Eletrodomésticos inteligentes
À medida que a Internet das Coisas (IoT) se expande, cada vez mais eletrodomésticos inteligentes, como máquinas de lavar roupa e refrigeradores, incluem CPUs embarcadas. As CPUs Armv7 dos eletrodomésticos permitem recursos inteligentes como conectividade, monitoramento e controle de dispositivos remotos.
Dispositivos de segurança
Aplicações de segurança como câmeras de vigilância por vídeo e sistemas de controle de acesso são cada vez mais alimentadas por CPUs embarcadas. As CPUs Armv7 de segurança permitem que o processamento de vídeo, biometria, criptografia e outras capacidades de segurança sejam incorporadas em tais dispositivos.
Aplicações de IoT
Muitas aplicações de IoT, como sensores conectados, vestíveis e dispositivos de computação de borda, usam a CPU Armv7. Ele fornece poder de processamento e opções de conectividade suficientes para suportar casos de uso de IoT como análise de dados, aprendizado de máquina e processamento em tempo real.
Ao adquirir uma CPU ARMv7 para um projeto, muitos fatores, como o custo, devem ser considerados. Aqui estão alguns dos fatores mais importantes na compra da CPU.
P: O que é uma CPU ARMv7?
R: As arquiteturas de CPU ARM usam um projeto baseado em RISC para melhorar o desempenho. O modelo ARMv7 possui três perfis: ARM, para os sistemas operacionais de smartphones e tablets; RV, para sistemas embarcados em tempo real; e A, para aplicações de alto desempenho. O V7 indica que a CPU ARMv7 é um chipset de 7ª geração, onde V indica o conjunto de instruções e A indica a arquitetura.
P: Uma ARMv7 é compatível com 64 bits?
R: Não, o ARMv7 não é compatível com sistemas de 64 bits. Ele é executado em sistemas de 32 bits e é considerado uma arquitetura que suporta no máximo 1 GB de memória.
P: Quantos núcleos o ARMv7 possui?
R: O processador ARM Cortex-A vem em 4 núcleos, 8 núcleos e 16 núcleos. O Cortex-A5, por exemplo, é um processador de 32 bits que permite até quatro núcleos.
P: Um ARMv7 suporta Android?
R: Sim, uma CPU ARMv7 pode executar o sistema operacional Android. A arquitetura ARM é prevalente para plataformas de sistema operacional móveis e embarcados como o Android.
P: Qual a diferença entre ARMv7 e ARMv8?
R: A arquitetura ARMv7 não suporta tecnologia de 64 bits, enquanto o ARMv8 sim. O ARMv8 inclui uma arquitetura de 32 bits e 64 bits, portanto pode ser executado em sistemas de 32 bits e 64 bits. Por causa disso, o ARMv8 oferece mais opções de segurança e melhor desempenho. Uma CPU com projetos de arquitetura ARM também é capaz de executar mais instruções por ciclo, garantindo melhor eficiência e velocidade mais rápida.