ARM Cortex-R — это семейство 32- и 64-разрядных ядер RISC ARM -процессоров, лицензированных Arm Ltd. Ядра оптимизированы для приложений жесткого реального времени и критически важных для безопасности . Ядра в этом семействе реализуют профиль ARM Real-time (R), который является одним из трех профилей архитектуры, два других — это профиль Application (A), реализованный семейством Cortex-A , и профиль Microcontroller (M), реализованный семейством Cortex-M . Семейство микропроцессоров ARM Cortex-R в настоящее время состоит из ARM Cortex-R4(F), ARM Cortex-R5(F), ARM Cortex-R7(F), ARM Cortex-R8(F), ARM Cortex-R52(F), ARM Cortex-R52+(F) и ARM Cortex-R82(F).
ARM Cortex-R — это семейство ядер ARM, реализующее профиль R архитектуры ARM; этот профиль разработан для высокопроизводительных приложений жесткого реального времени и критических по безопасности. Он похож на профиль A для обработки приложений, но добавляет функции, которые делают его более отказоустойчивым и подходящим для использования в приложениях жесткого реального времени и критических по безопасности.
Добавлены критически важные функции безопасности и работы в режиме реального времени, в том числе:
Архитектура Armv8-R включает функции виртуализации, аналогичные введенным в архитектуре Armv7-A. Обеспечены два этапа трансляции на основе MPU, чтобы позволить нескольким операционным системам быть изолированными друг от друга под управлением гипервизора.
До R82, представленного 4 сентября 2020 года, [1] семейство Cortex-R не имело блока управления памятью (MMU). Модели до R82 не могли использовать виртуальную память , что делало их непригодными для многих приложений, таких как полнофункциональный Linux . [1] Однако многие операционные системы реального времени (RTOS), делающие упор на полный контроль, традиционно считали отсутствие MMU особенностью, а не ошибкой. [1] На R82 может быть возможно запустить традиционную RTOS параллельно с ОС со страничным доступом, такой как Linux, где Linux использует преимущества MMU для гибкости, в то время как RTOS блокирует MMU в режиме прямой трансляции на страницах, назначенных RTOS, чтобы сохранить полную предсказуемость для функций реального времени. [1]
Arm Holdings не производит и не продает устройства ЦП на основе собственных разработок, а лицензирует основные разработки заинтересованным сторонам. ARM предлагает различные условия лицензирования, различающиеся по стоимости и результатам. Всем лицензиатам ARM предоставляет интегрируемое аппаратное описание ядра ARM, а также полный набор инструментов для разработки программного обеспечения и право продавать изготовленный кремний, содержащий ЦП ARM.
Производители интегрированных устройств (IDM) получают IP процессора ARM в виде синтезируемого RTL (написанного на Verilog ). В этой форме они имеют возможность выполнять оптимизации и расширения на уровне архитектуры. Это позволяет производителю достигать индивидуальных целей проектирования, таких как более высокая тактовая частота, очень низкое энергопотребление, расширения набора инструкций, оптимизация размера, поддержка отладки и т. д. Чтобы определить, какие компоненты были включены в конкретный чип ЦП ARM, обратитесь к техническому описанию производителя и соответствующей документации.
Cortex-R подходит для использования в системах с компьютерным управлением, где требуется очень низкая задержка и/или высокий уровень безопасности. Примером жесткого реального времени, критически важного для безопасности приложения может служить современная электронная тормозная система в автомобиле. Система должна быть не только быстрой и отзывчивой на множество входных данных датчиков, но и отвечать за безопасность человека. Отказ такой системы может привести к серьезным травмам или гибели людей.
Другие примеры приложений жесткого реального времени и/или критически важных для безопасности приложений включают в себя:
