PROCESADORES ARM ¿QUÉ SON?

 

En la actualidad, la mayoría de sistemas electrónicos poseen en su interior un microcontrolador que básicamente es un circuito integrado programable, que es capaz de procesar una gran cantidad de datos y controlar diferentes dispositivos electrónicos conectados a él. Todos estos microcontroladores a su vez, cuentan internamente con un microprocesador el cual se comporta como el cerebro del dispositivo. Existen distintas clase de procesadores, pero en los últimos años los que se han afianzado en el sector han sido los procesadores ARM, tanto es así que diferentes empresas de fabricación de circuitos integrados los incluyen dentro de sus microcontroladores. En este punto es necesario preguntarse ¿qué es ARM? Y ¿Qué son o que ventajas tienen los procesadores ARM?

¿Qué es ARM?

 

Para empezar a responder la primera pregunta. ARM Holdings, aunque es una empresa del sector de los semiconductores, no lleva a cabo la fabricación de microcontroladores o microprocesadores, su principal negocio se centra en el diseño de procesadores que luego venden bajo licencias de propiedad intelectual a otras empresas que si fabrican dispositivos electrónicos que requieren el uso de procesadores como por ejemplo ATMEL, Freescale, Texas Instruments, STMicroelectronics, Samsung, Apple, Huawei, entre otros.

Este modelo de negocio, donde venden las licencias de sus diseños de procesadores ha sido tan efectivo que se estima que alrededor del 90% de procesadores RISC de 32 Bits que se encuentran en el mercado son procesadores ARM.

 

¿Qué características tienen los procesadores ARM?

 

Los procesadores diseñados por ARM son dispositivos con arquitecturas RISC de 32 o 64 bits, en los cuales se ha simplificado su diseño de manera tal, que han logrado reducir la complejidad del diseño electrónico y de esta manera también el consumo de energía, logrando de esta forma un procesador eficiente energéticamente y con un costo reducido.

Para hablar de otras características de estos procesadores, sería necesario especificar cada una de las diferentes familias de procesadores diseñados por ARM, lo cual implica una tarea y publicación demasiado extensa.

Sin embargo, ya que el objetivo principal de esta publicación es hacer una introducción a los procesadores utilizados en los microcontroladores ST, con los cuales se va a trabajar en próximas publicaciones de Geek Electrónica. Nos vamos a centrar en los ARM Cortex-M utilizados en los diferentes microcontroladores de las tarjetas de desarrollo ST más comunes.

 

STM Blue Pill

 

Esta es la tarjeta más sencilla de las implementadas con microcontroladores ST y la de menor costo (alrededor de unos 5USD), contiene un microcontrolador STM32F103 con un nucleo ARM Cortex M3 el cual a pesar de ser de bajo costo posee características interesantes como las que se mencionan a continuación:

• Núcleo de 32 bits
• Frecuencia máxima de 72 MHz
• 64 KB de memoria Flash
• 20 KB de SRAM
• RTC Integrado y entrada de batería de respaldo para el RTC
• 26 entradas / salidas digitales
• Interrupciones para todas las entradas / salidas
• 2 convertidores A/D de 12 bits – 1 us
• 10 Entradas Analogas
• 7 temporizadores
• 2 interfaces I2C
• 2 Interfaces SPI
• Interface CAN
• Depuración por cable serie y JTAG

 

STM32 Núcleo 64 – STM32L476RG

 

Esta tarjeta de desarrollo  cuenta con un microcontrolador STM32L476RG y compatibilidad con Arduino uno y sus correspondientes Shields. Para el caso de esta tarjeta el microcontrolador contiene un ARM Cortex M4, en donde una de la característica más llamativa y a su vez diferencia con los Cortex M3, es la inclusión de instrucciones para DSP (Procesamiento digital de señales). Algunas características de estos microcontroladores STM32L476RG son:

• Microcontroladores de ultra bajo consumo de energía.
• Núcleo de 32 bits
• Frecuencia máxima de 80 MHz
• 1 MB de memoria Flash
• 128 KB de memoria SRAM
• Unidad de punto flotante FPU de precisión simple
• Conjunto completo de instrucciones DSP
• Unidad de protección de memoria MPU
• Interfaz USB-OTG 2.0 Full Speed
• 2 interfaces SAIs (Serial Audio Interface)
• 3 interfaces I2C
• 3 interfaces SPI
• 6 Interfaces USART
• Interfaz CAN
• Depuración vía cable serial, JTAG
• Otros…

Con esta pequeña introducción a los procesadores ARM y algunas características de placas ST que contienen microcontroladores con estos núcleos, ya estamos listos para comenzar a hacer algunas prácticas más adelante con estas tarjetas, así que tienen que estar muy pendientes de las publicaciones de Geek Electrónica.