ARM bietet maßgeschneiderte Befehlssätze für Embedded-MCUs

| Redakteur: Sebastian Gerstl

ARM Custom Instructions: Ab 2020 sollen sich ARM-M33-Prozessorkerne mit maßgeschneiderten Befehlssätzen für noch effizientere Geschwindigkeit- und Leistungssteierungen in Embedded- und IoT-Anwendungen versehen lassen.
ARM Custom Instructions: Ab 2020 sollen sich ARM-M33-Prozessorkerne mit maßgeschneiderten Befehlssätzen für noch effizientere Geschwindigkeit- und Leistungssteierungen in Embedded- und IoT-Anwendungen versehen lassen. (Bild: ARM)

Auf seiner alljährlichen Entwicklerkonferenz TechCon hat Prozessorhersteller ARM mit „Custom Instructions“ ein neues Feature für seine ARMv8-Prozessorarchitektur vorgestellt. Kunden soll es damit möglich sein, maßgeschneiderte Befehlssätze für ihre Prozessorkerne zum Einsatz in Embedded- oder IoT-Anwendungen zu definieren.

„Wir haben bereits Mittel und Wege, um [unseren Prozessorkernen] zusätzliche Beschleunigung zu geben“, sagt Thomas Ensergueix, Senior Director ARM für das Automobil- und IoT-Geschäft. „Was wir[unseren Kunden] nun hier geben, ist die Flexibilität, eigene Anweisungen zu programmieren, eigene Anweisungen zu definieren - und diese von der CPU ausführen zu lassen

Maßgeschneiderte Prozessoren und MCUs auf ARMv8-Basis

Die ARM Custom Instructions wurden, wie das Unternehmen ausführt, „im Rahmen der Evolution der ARMv8-Architektur mit sicherer ARM TrustZone-Technologie entwickelt". Die CPU soll gewissermaßen als eine Art Fahrgestell dienen, während die Hardware-Partner von ARM in die Lage versetzt werden sollen, ihre eigenen Innovationen und maßgeschneiderten Optimierungen zu Prozessoren, Mikrocontrollern und Co-Prozessoren hinzuzufügen.

ARM Custom Instructions werden als neue Funktion zunächst ab der ersten Jahreshälfte 2020 in ARM Cortex-M33 CPUs implementiert und standardmäßig in allen kommenden Versionen der Cortex-M-Reihe enthalten sein. Für bestehende Lizenznehmer sollen hierdurch keine zusätzliche Kosten entstehen.

ARM stellt in Aussicht, dass SoC-Entwickler direkt ihre eigenen Instruktionen für spezifische Embedded- und IoT-Anwendungen ohne Risiko einer Softwarefragmentierung hinzufügen können. Dieser Ansatz soll Chipdesignern die Möglichkeit geben, auf kostengünstige und risikofreie Art und Weise Leistung und Effizienz weiter zu steigern.

Eigener Platz für Befehlssätze und spezifische Datenpfade

Um die Custom Instructions zu ermöglichen, wird innerhalb der Prozessorkerne ein eigener Kodierungsplatz (encoding space) für Entwickler reserviert. Über diesen sollen sich benutzerdefinierte Datenpfad-Erweiterungen leicht hinzufügen und direkt in die CPU integrieren lassen.

Gleichzeitig soll auf diese Weise die Integrität des bestehenden Software-Ökosystems erhalten bleiben – Entwickler sollen in der Lage sein, weiterhin Ihre gewohnten Standardwerkzeuge zu verwenden. Zusammen mit der bestehenden Co-Prozessor-Schnittstelle dürfte damit eine Cortex-M33-CPU um diverse Arten von Hardware-Beschleunigern erweitert werden, die diese Prozessorgattung ARM zufolge besonders für die Herausforderungen von Edge Computing und Machine-Learning-Anwendungsfälle eigne.

Zu den ersten Kunden, die bereits an entsprechenden Prozessorlösungen mit ARM Custom Instructions arbeiten, zählen unter anderem IAR Systems, NXP, Silicon Labs und STMicroelectronics.

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