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【方辉专栏】ARM64体系结构编程与实践学习笔记（七） 内存管理

2022-07-27

摘要： 本文主要对内存管理基础知识及分段与分页介绍。关键字：Armv8、体系结构、ARM架构、内存管理、分段、分页1. 内存管理基础最早的程序是放在卡纸上的，计算机每读取一张卡片就运行一条指令，这种从外部存储介质上直接运行指令的效率很低。后来出现了内存存储器，也就是说程序要运行，首先要加载，然后执行，这就是是所谓的“存储程序”。单道编程的内存管理，整个系统只有一个用户进程和一个操作系统。用户程序独占整个用户空间，实现简单，无外部碎片，存储器利用率极低。多道编程的内存管理，系统可以同时运行多个进程。内存管理出现了固定分区和动态分区两种技术。固定分区是在系统编译阶段，内存被划分成许多静态分区，进程可以装入大于或等于自身大小的分区。动态分区是在一整块内存中划出一块内存共操作系统本身使用，剩下的内存在进程装入时，根据进程的大小动态的建立分区，并使分区的大小正合适进程的需要。动态分区没有内部碎片，但是有外部碎片。内部碎片，分配给某进程的内存区域中，如果有部分没有用上。外部碎片，指内存中某些空闲分区由于太小而难以利用。内存管理的功能：内存控群的分配与回收，地址转换（逻辑地址转换成物理地址），内存空间扩充（利用虚拟存储或交换覆盖技术），内存保护（避免相互干扰和破坏）。进程如何使用内存？进程大概在3个地方需要用到内存。进程本身。比如，代码段及数据段用来存储程序本身需要的数据。栈空间。程序运行时用来保存函数调用关系、局部变量、函数参数以及函数返回值等内容。堆空间。程序运行时需要动态分配程序需要使用的内存，比如存储程序需要使用的数据存储空间。2. 分段与分页机制基于进程地址空间这个概念，人们最早想到的一种机制叫分段机制，其基本思想是把程序所需的内存空间的虚拟地址映射到某个物理地址空间。分段机制可以解决地址空间保护问题。分段机制对虚拟内存到物理内存映射以进程为单位。当物理内存不足时，换出到磁盘的依然是整个进程，因此会有大量的磁盘访问，进而影响系统性能。分页机制是让程序中一部分不使用的内存可以存放到交换磁盘中，而程序正在使用的内存继续保留在物理内存中。分页机制系统中，处理器直接寻址虚拟地址，这个地址不会直接发给内存控制器，而是先发给内存管理单元（Memory Management Unit，MMU）。MMU负责虚拟地址到物理地址的转换和翻译工作。一级页表，虚拟地址VA[31:0]分为两部分，VA[31:12]共20位，用于查询页表项；VA[11:0]共12位，是页面偏移量。处理器采用一级页表，虚拟地址空间的位宽32位，寻址范围0-4GB，物理地址空间也是32位，因此最多支持4GB物理内存。如果每个页表项占用4个字节，需要220×4B=4MB空间。二级页表中，VA[31:20]被用作一级页表项索引，共有12位，最多可以索引4096个页表项；VA[19:12]被用作二级页表项索引，共有8位，最多可以索引265个页表项。当一级页表项中如果为null，表示对应的1024个虚拟页没有使用，所以就不需要二级页表了，节省了空间。当然，如果虚拟地址页完全映射的话，二级页表的占用=一级页表项(1024 * 4B) + 二级页表项(1024 *1024* 4B) = 4M + 4K，比一级映射多了4K，不过这种情况基本上没有可能，因为进程的地址空间很少有完全映射的情况。正是因为省却了大量未映射的页表项使得页表的空间大幅减少。+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++关于JNH官网电子JNH官网电子技术有限公司（英文名称：Emdoor Electronics Technology Co.,Ltd）是国内资深的研发工具软件提供商，公司成立于 2002 年，面向中国广大的制造业客户提供研发、设计、管理过程中使用的各种软件开发工具，致力于帮助客户提高研发管理效率、缩短产品设计周期，提升产品可靠性。20 年来，先后与 Altium、ARM、Ansys、QT、Adobe、Visu-IT、Minitab、Testplant、EPLAN、HighTec、GreenHills、PLS、Ashling、MSC Software 、Autodesk、Source Insight、TeamEDA、MicroFocus等多家全球知名公司建立战略合作伙伴关系，并作为他们在中国区的主要分销合作伙伴服务了数千家中国本土客户，为客户提供从芯片级开发工具、EDA 设计工具、软件编译以及测试工具、结构设计工具、仿真工具、电气设计工具、以及嵌入式 GUI 工具等等。JNH官网电子凭借多年的经验积累，真正的帮助客户实现了让研发更简单、更可靠、更高效的目标。欢迎关注“JNH官网电子”公众号了解更多研发工具软件知识

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Ansys碰撞测试仿真助力NASCAR验证新一代赛车的安全性并降低成本

2022-07-27

采用Ansys行业领先的碰撞仿真软件，NASCAR加速Next Gen赛车发布所需的验证测试并显著降低成本，从而及时备战2022年NASCAR杯系列赛赛季主要亮点Ansys仿真解决方案使NASCAR和Elemance工程师在COVID-19疫情期间能够信心十足地为Next Gen赛车快速执行虚拟碰撞测试并制作零件仿真减少了对于物理碰撞测试的需求，从而节省100万美元的成本 虚拟碰撞测试可加速NASCAR Next Gen赛车的开发与验证工作，确保其能够在2022年赛季开始时首次亮相NASCAR利用Ansys 仿真解决方案确保Next Gen赛车的安全性，通过虚拟碰撞测试加速了验证工作，并将物理测试的材料成本降低了100万美元，从而能够及时备战2022年赛季。得益于碰撞仿真，NASCAR不仅克服了疫情期间的相关物理测试挑战，而且还实现了于2月 Daytona 500汽车比赛中首次亮相的目标。这场500英里的赛季揭幕战，被视为NASCAR最负盛名且最重要的一场比赛。通过将Ansys® LS-DYNA® 引入碰撞测试开发流程中，NASCAR能够分析、测试并验证多个方向的影响，其中包括与整车的非线性和线性接触，并且涵盖了正面碰撞、车顶碰撞、侧向碰撞、后部碰撞和斜向碰撞。利用虚拟碰撞仿真得到的高保真度测试数据，就无需进行成本高昂的物理碰撞测试（每次测试成本估计为500,000美元），仅需进行两次全尺寸整车物理碰撞测试即可，从而大幅缩短了标准验证时间并降低了材料成本。此外，在2020年的早期研发阶段，现场碰撞设施因COVID-19疫情而关闭，然而凭借Ansys可以预见的高精度仿真结果，NASCAR工程师能够在没有物理碰撞测试数据的情况下信心十足地完成部件制造。在随后进行物理碰撞测试中，Ansys高度可靠、综合全面的仿真模型得到了充分验证。同时，该软件的云计算功能使NASCAR能够利用Ansys® Cloud™进行远程运行和管理大量仿真任务。NASCAR利用 Ansys仿真进行虚拟碰撞测试，加速了Next Gen赛车的开发和验证时间。NASCAR赛车创新高级副总裁John Probst表示：“Next Gen赛车之所以能够及时迎战2022年赛季，Ansys LS-DYNA功不可没。该工具能够以高度可靠的结果对碰撞测试进行仿真，使JNH官网能够突破疫情期间的挑战，并为物理碰撞测试做好了充分准备。”NASCAR与Elemance公司通力合作，利用软件内置的设计优化工具执行工程和仿真工作，通过仿真提高前后保险杠的防撞性能。Ansys全球销售和客户卓越副总裁Walt Hearn表示：“Ansys的碰撞仿真软件为用户提供了独特的条件，能够以较高的置信度和精度，实现对众多变量和条件进行安全分析、测试和可视化。除了提高安全性之外，虚拟测试还可显著缩短研发与验证时间，以及降低材料成本。JNH官网很荣幸能够看到Ansys仿真解决方案为NASCAR提供全方位的支持，助力Next Gen赛车积极迎战2022年赛季。”（文章来源公众号：Ansys）+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++关于JNH官网电子JNH官网电子技术有限公司（英文名称：Emdoor Electronics Technology Co.,Ltd）是国内资深的研发工具软件提供商，公司成立于 2002 年，面向中国广大的制造业客户提供研发、设计、管理过程中使用的各种软件开发工具，致力于帮助客户提高研发管理效率、缩短产品设计周期，提升产品可靠性。20 年来，先后与 Altium、ARM、Ansys、QT、Adobe、Visu-IT、Minitab、Testplant、EPLAN、HighTec、GreenHills、PLS、Ashling、MSC Software 、Autodesk、Source Insight、TeamEDA、MicroFocus等多家全球知名公司建立战略合作伙伴关系，并作为他们在中国区的主要分销合作伙伴服务了数千家中国本土客户，为客户提供从芯片级开发工具、EDA 设计工具、软件编译以及测试工具、结构设计工具、仿真工具、电气设计工具、以及嵌入式 GUI 工具等等。JNH官网电子凭借多年的经验积累，真正的帮助客户实现了让研发更简单、更可靠、更高效的目标。欢迎关注“JNH官网电子”公众号了解更多研发工具软件知识

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【方辉专栏】ARM64体系结构编程与实践学习笔记（六） ARM 通用中断控制

2022-07-26

摘要： 本文主要对Arm通用中断控制进行简单介绍。关键字：Armv8、体系结构、ARM架构、中断控制、GIC、通用中断控制、GIC-7001. 中断控制的发展在早期ARM系统中（例如ARM7/ARM9）,采用单核处理器设计，系统支持的中断源比较少并且是单核处理器系统，使用简单的寄存器表示每个中断源的使能、关闭以及状态。假设系统一共有64个中断源，每个寄存器有32位，每位描述一个中断，那么只需要两个中断使能寄存器（Interrupt Enable Register ,IER）和两个中断状态寄存器（Interrupt Status Register,ISR）。现在随着处理器设计越来越复杂，中断源变得越来越多，有的系统中断源有几百甚至上千个，同时中断类型也越来越多。由于以上原因，ARM公司开发了通用中断控制（Generic Interrupt Controller，GIC）专门用于管理中断。目前版本为GIC-4,典型的IP是GIC-700.2. GIC-700组成GIC-700包含以下几个模块，通过这些模块，在系统内实现符合GICv3 、GICv3.1 和 GICv4.1的中断管理控制。2.1 GIC分配器（GIC Distributor ，GICD）分配器是所有 GIC 通信的中心，包含所有共享外设中断 (SPI) 以及特定于位置的外设中断 (LPI)的功能2.2 GIC集群接口 （GIC Cluster Interface，GCI）GIC集群接口维护一组特定内核的专用外设中断 (PPI) 和软件生成中断 (SGI)。GIC集群接口可以 从 1 到 64 个内核扩展，最好放置在它所服务的处理器旁边，以减少到内核的布线。GCI也称为再分配器。2.3 中断翻译服务（Interrupt Translation Service ，ITS）ITS转换来自外部 PCI Express (PCIe) 根联合体 (RC) 或其他来源的基于消息的中断、消息信号中断 (MSI/MSIx)。ITS 还在核心电源管理期间管理 LPI。GIC-700每个芯片最多支持 32 个 ITS 模块。2.4 SPI整理器（SPI Collator）GIC-700支持多达1984个分布在系统中的SPI 。 SPI Collator 使SPI 可以从Distributor 远程转换为消息。这使得分配器的分层时钟门控和其他更积极的低功耗状态的使用成为可能。单个配置中最多可支持 32个SPI 整理器。1984 SPI 可以分布在 32 个 SPI Collator 中，一个 SPI Collator 中最多有1024个 SPI。2.5 唤醒请求（Wake Request）唤醒请求包含芯片上每个内核的所有架构定义的唤醒请求 信号。 它是一个单独的块，可以远离分配器放置，例如靠近系统控制处理器。+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++关于JNH官网电子JNH官网电子技术有限公司（英文名称：Emdoor Electronics Technology Co.,Ltd）是国内资深的研发工具软件提供商，公司成立于 2002 年，面向中国广大的制造业客户提供研发、设计、管理过程中使用的各种软件开发工具，致力于帮助客户提高研发管理效率、缩短产品设计周期，提升产品可靠性。20 年来，先后与 Altium、ARM、Ansys、QT、Adobe、Visu-IT、Minitab、Testplant、EPLAN、HighTec、GreenHills、PLS、Ashling、MSC Software 、Autodesk、Source Insight、TeamEDA、MicroFocus等多家全球知名公司建立战略合作伙伴关系，并作为他们在中国区的主要分销合作伙伴服务了数千家中国本土客户，为客户提供从芯片级开发工具、EDA 设计工具、软件编译以及测试工具、结构设计工具、仿真工具、电气设计工具、以及嵌入式 GUI 工具等等。JNH官网电子凭借多年的经验积累，真正的帮助客户实现了让研发更简单、更可靠、更高效的目标。欢迎关注“JNH官网电子”公众号了解更多研发工具软件知识

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Ansys助力Achronix实现可编程芯片的高带宽设计

2022-07-26

Achronix采用Ansys多物理场仿真解决方案开发并签核其最新的现场可编程门阵列（FPGA）主要亮点Achronix利用Ansys半导体仿真软件保障其最新的芯片设计，包括知识产权（IP）块的热可靠性和电源完整性等Ansys多物理场仿真产品组合为具有高容量和可扩展性的复杂半导体设计，提供综合全面的解决方案与验证高性能FPGA与嵌入式FPGA（eFPGA IP）领域的领导者Achronix半导体公司（Achronix），利用Ansys多物理场仿真成功签核了其最新的FPGA，即Speedster®7t AC7t1500 FPGA。Achronix采用Ansys软件确保其最新可编程芯片的热可靠性与电源完整性，该芯片采用先进的7纳米（nm）芯片技术。该技术为严苛的工作负载提供了高带宽性能，包括人工智能（AI）、机器学习（ML）和网络基础架构。由于高性能芯片中的功率极高，温度控制和灵敏度对于设计能否成功至关重要。为了确保产品性能和安全，Achronix使用Ansys® RedHawk™和Ansys® Totem™验证芯片IP块的电源完整性与热可靠性，同时利用Ansys® Pathfinder™分析静电放电（ESD）电路。Achronix利用Ansys多物理场仿真成功签核了其最新的现场可编程门阵列 (FPGA)， Speedster®7t AC7t1500 FPGA（图片来源：Achronix）Achronix硬件工程副总裁Chris Pelosi表示：“采用7纳米芯片工艺技术，可提升JNH官网的设备性能，但也增加了对多物理场验证的需求。因此，JNH官网依靠Ansys平台的保真度和高容量，为Speedster7t AC7t1500 FPGA提供广泛的功率、热和可靠性签核检查。JNH官网继续信赖Ansys解决方案，还将在其他项目中将其应用，包括Speedcore嵌入式FPGA IP的研发。”Ansys RedHawk、Totem和Pathfinder，构建在用于电子系统设计的Ansys® SeaScape™大数据分析平台上，实现包括在数千个中央处理器（CPU）内核上执行云端计算。这种云端原生架构与CPU功率结合，可实现具有高容量和可扩展性的超大型、全芯片功率分析。Ansys副总裁兼半导体、电子与光学事业部总经理John Lee指出：“开发最先进、最复杂的半导体需要使用最高级、最精密的工具，以准确预测复杂的高速电子和热效应。Ansys丰富的多物理场仿真产品组合，结合JNH官网的云端原生平台和优化工具，能够持续助力客户优化最前沿半导体技术的设计和性能，同时减少设计风险与产品故障。”（文章来源公众号：Ansys）+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++关于JNH官网电子JNH官网电子技术有限公司（英文名称：Emdoor Electronics Technology Co.,Ltd）是国内资深的研发工具软件提供商，公司成立于 2002 年，面向中国广大的制造业客户提供研发、设计、管理过程中使用的各种软件开发工具，致力于帮助客户提高研发管理效率、缩短产品设计周期，提升产品可靠性。20 年来，先后与 Altium、ARM、Ansys、QT、Adobe、Visu-IT、Minitab、Testplant、EPLAN、HighTec、GreenHills、PLS、Ashling、MSC Software 、Autodesk、Source Insight、TeamEDA、MicroFocus等多家全球知名公司建立战略合作伙伴关系，并作为他们在中国区的主要分销合作伙伴服务了数千家中国本土客户，为客户提供从芯片级开发工具、EDA 设计工具、软件编译以及测试工具、结构设计工具、仿真工具、电气设计工具、以及嵌入式 GUI 工具等等。JNH官网电子凭借多年的经验积累，真正的帮助客户实现了让研发更简单、更可靠、更高效的目标。欢迎关注“JNH官网电子”公众号了解更多研发工具软件知识

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【方辉专栏】ARM64体系结构编程与实践学习笔记（五） 异常处理

2022-07-25

摘要： 本文主要对Armv8体系的异常处理的基本概念进行介绍。关键字：Armv8、体系结构、ARM架构、异常处理、中断、复位、同步异常、异步异常1. 异常处理的基本概念异常是任何可能导致当前正在执行的程序暂停并导致状态更改以执行代码来处理该异常的事件。Armv8体系结构将异常分为两大类：同步异常和异步异常。1.1同步异常同步异常是指处理器执行某条指令而直接导致的异常，往往需要在异常处理函数处理该异常之后，处理器才能继续执行。这意味着同步异常与执行流同步。常见的同步异常如下：尝试访问一个异常等级不恰当的寄存器。尝试执行没有定义的指令使用没有对齐的SP尝试执行与PC指针没有对齐的指令。1.2 异步异常异步异常是指异常触发的原因与处理器当前正在执行的指令无关的异常，中断属于异步异常的一种。因此与当前指令流不同步。这意味着无法准确保证何时会发生异步异常。Armv8-A 架构只要求它在有限的时间内发生。也可以暂时屏蔽异步异常。这意味着异步异常可以在发生异常之前处于挂起状态。常见的异步异常包括物理中断和虚拟中断。物理中断是响应于 PE 外部产生的信号而产生的。虚拟中断可以由外部产生，也可以由在 EL2 处执行的软件产生。Arm 架构有两种中断类型，IRQ 和 FIQ。在旧版本的 Arm 架构中，FIQ 被用作更高优先级的快速中断。在Armv8-A 和 Armv9-A 中 FIQ 与 IRQ 具有相同的优先级。IRQ 和 FIQ 具有独立的路由控制，通常用于实现安全和非安全中断。Armv8.8-A 和 Armv9.3-A 添加了不可屏蔽中断 (NMI) 。2. 异常处理及返回当发生异常时，中断当前程序流程。处理元件 (PE) 将更新当前状态并分支到向量表中的某个位置。通常这个位置将包含通用代码，用于将当前程序的状态推送到堆栈上，然后分支到进一步的代码。当发生异常时，必须保留当前状态以便可以返回。PE 会自动保存异常返回地址和当前PSTATE.存储在通用寄存器中的状态必须由软件保存。然后，PE 会将当前更新为PSTATE体系结构中为该异常类型定义的类型，并分支到向量表中的异常处理程序。获取异常的PSTATE位置存储在 System registerSPSR_ELx中，其中 <x> 是获取异常的异常级别的编号。异常返回地址存储在 中ELR_ELx，其中 <x> 是异常被处理到的异常级别。软件可以通过从 AArch64 执行 ERET 指令来启动异常返回。这将根据SPSR_ELx的值配置返回的异常级别，其中 <x> 是返回的级别。SPSR_ELx包含要返回的目标级别和目标执行状态。执行 ERET 指令时，状态将从SPSR_ELx 中恢复，程序计数器将更新为ELR_ELx中的值。+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++关于JNH官网电子JNH官网电子技术有限公司（英文名称：Emdoor Electronics Technology Co.,Ltd）是国内资深的研发工具软件提供商，公司成立于 2002 年，面向中国广大的制造业客户提供研发、设计、管理过程中使用的各种软件开发工具，致力于帮助客户提高研发管理效率、缩短产品设计周期，提升产品可靠性。20 年来，先后与 Altium、ARM、Ansys、QT、Adobe、Visu-IT、Minitab、Testplant、EPLAN、HighTec、GreenHills、PLS、Ashling、MSC Software 、Autodesk、Source Insight、TeamEDA、MicroFocus等多家全球知名公司建立战略合作伙伴关系，并作为他们在中国区的主要分销合作伙伴服务了数千家中国本土客户，为客户提供从芯片级开发工具、EDA 设计工具、软件编译以及测试工具、结构设计工具、仿真工具、电气设计工具、以及嵌入式 GUI 工具等等。JNH官网电子凭借多年的经验积累，真正的帮助客户实现了让研发更简单、更可靠、更高效的目标。欢迎关注“JNH官网电子”公众号了解更多研发工具软件知识

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【方辉专栏】ARM64体系结构编程与实践学习笔记（四） A64指令集介绍及编码格式

2022-07-22

摘要： 本文主要对A64指令集和编码格式进行介绍。关键字：A64指令集、Armv8、体系结构、ARM架构、 编码格式1. A64指令集介绍指令集是处理器体系结构设计的重点之一。每种新型的架构在设计时就规定了一系列与其硬件电路相配合的指令系统。指令集的先进与否，关系到MCU性能发挥。指令集的完善也是提高微处理器效率的最有效的工具。ARM指令集一直在变化和发展中。Armv8体系结构最大的改变是增加了一个新的64位指令集，这是对原来指令集的有益补充和增强。A64指令集可以处理64位宽的寄存器和数据，并使用64位的指针来访问内存。Armv8架构在AArch64运行状态下使用A64指令集，在AArch32运行状态下使用A32指令集。A64指令集和A32 指令集是不兼容的，它们是两套完全不一样的指令集，它们的指令编码是不一样的。注意：A64指令集的指令宽度是32位，而不是64位；只能运行在AArch64状态下。A64汇编指令需要注意以下4点：A64支持指令助记符和寄存器名称全是大写或全是小写字母。使用立即数操作时，立即数前面可以加“#”，也可以不加。“//”用于注释汇编代码。通用寄存器前面的“W”表示寄存器低32位，“X”表示64位通用寄存器。A64指令集分类：内存加载和存储指令多字节内存加载和存储指令算术和移位指令移位操作指令位操作指令条件操作指令跳转指令独占访问指令内存屏蔽指令异常处理指令2. A64指令编码格式A64指令集中每条指令的宽度为32位，其中第25-28位用来识别指令的分类，如下图所示：A64指令集支持64位宽的数据和地址寻址，为什么指令的编码宽度只有32位？因为A64指令集基于寄存器加载和存储的体系结构设计，所有的数据加载、存储以及处理都是在通用寄存器中完成的。ARM64一共有31个通用寄存器，即X0-X30，因此在指令编码中使用5位宽度，这样可以索引32个通用寄存器。例如立即数加载指令格式：LDR <Xt> , [ <Xn|SP> ], # <simm>第0-4位为Rt字段，用来描述目标寄存器Xt，可以从X0-X30中选择。第5-9位为Rn字段，用来描述基地址寄存器Xn，可以从X0-X30中选择。也可以选择SP寄存器为第31个寄存器。第12-20位为imm9字段，用于偏移量simm.第21-29位用于指令分类。第30-31位为size字段，当为“11”时表示64位数据宽度，当为“10”时表示32位。+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++关于JNH官网电子JNH官网电子技术有限公司（英文名称：Emdoor Electronics Technology Co.,Ltd）是国内资深的研发工具软件提供商，公司成立于 2002 年，面向中国广大的制造业客户提供研发、设计、管理过程中使用的各种软件开发工具，致力于帮助客户提高研发管理效率、缩短产品设计周期，提升产品可靠性。20 年来，先后与 Altium、ARM、Ansys、QT、Adobe、Visu-IT、Minitab、Testplant、EPLAN、HighTec、GreenHills、PLS、Ashling、MSC Software 、Autodesk、Source Insight、TeamEDA、MicroFocus等多家全球知名公司建立战略合作伙伴关系，并作为他们在中国区的主要分销合作伙伴服务了数千家中国本土客户，为客户提供从芯片级开发工具、EDA 设计工具、软件编译以及测试工具、结构设计工具、仿真工具、电气设计工具、以及嵌入式 GUI 工具等等。JNH官网电子凭借多年的经验积累，真正的帮助客户实现了让研发更简单、更可靠、更高效的目标。欢迎关注“JNH官网电子”公众号了解更多研发工具软件知识

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Altium Designer 22.7.1 版本发布，新功能说明

2022-07-22

PCB设计改进支持助焊层输出中的变量如果您的设计包括带有“不装配”元件的变量，这些元件的焊盘上不再有助焊层。所有助焊层输出类型均已更新以支持此功能。助焊层（深灰色）会自动排除不装配元件在Edit Project Variant对话框中使用新的Allow variation for paste mask选项，启用/禁用配置中变量的助焊层输出。能够更改调谐对象层属性您现在可以在Properties属性面板使用Properties区域中的新Layer下拉菜单来更改调谐对象的层（手风琴“Accordion”、长号“Trombone”和锯齿“Sawtooth”型），如以下手风琴“Accordion”对象的示例所示。数据管理改进SSH到HTTPS中央存储库连接当将更改推送到外部GIT VCS下的项目，或使此类项目在线可用，而其设计所在的中央存储库使用SSH协议进行连接（Altium Designer不支持）时，现在您可以选择尝试更新中央存储库，使用受支持的HTTPS连接协议（前提是中央存储库支持该协议）。输出注释PDF增强已对输出注释PDF报告进行了多项改进。报告的方向进行了调整，提供更佳的可读性。项目名称和ID以及新增的文档名称为活动链接，可点击打开Altium 365网络浏览器。添加了新的Assignee和Status列，显示有关注释的更多信息。可操作软锁状态当多个用户正在编辑作为工作区项目一部分的相同“软锁”文档时，项目面板中会出现相关的冲突状态图标。在此版本中，软锁功能提供的冲突状态图标现在可以操作。您可以单击图标通过恢复编辑来解决冲突。要了解有关实时冲突预防的更多信息，请参阅协作者可视化和冲突预防页面的冲突预防部分禁用中央存储库结构验证由于无法向SVN中央存储库提交，存储库验证功能已被禁用。该功能将在未来的版本中得到改进和恢复。禁用可操作的VCS状态图标提供改进的文档VCS状态的功能目前已被禁用（默认情况下）。简要概述，此功能将项目面板中项目文档的VCS图标转换为活动控件，单击这些控件可以访问更多特定信息，以及执行适用操作的命令。如果您还没有体验到对性能的影响，您可以再次启用此功能。如需使用此功能，可以在Advanced Settings对话框中启用UI.ActionableDocumentStatuses选项。平台改进在分组选项卡中按字母顺序对文档进行排序当大量的文档打开时，会按文档类型分组，或者使用Preferences对话框的System - View页面上的Group documents by kind选项按项目分组。在此版本中，文档列表按字母顺序排序。当在System - View页面上启用By document kind选项时，文档将按字母顺序排序。启用By Project选项后，文档将在文档类型中按字母顺序排序。下图示例显示了按字母顺序排列的原理图文档分组。此功能处于公开测试阶段，如需使用，请在Advanced Settings对话框中启用UI.DocumentTabDropdownSorting 选项Draftsman改进能够在Draftsman文档中添加和编辑注释此版本添加了在Draftsman文档中创建和编辑注释的功能，类似于原理图和PCB文档中的现有功能。您可以通过以下方式创建注释：单击Comments and Tasks面板中的可用按钮+Comment。在设计空间的右上角附近单击+。使用主菜单中的Place » Comment命令。此功能处于公开测试阶段，如需使用，请在Advanced Settings对话框中启用Draftsman.Comments选项。电路仿真改进为无模型元件自动分配仿真模型您可以使用该功能自动将仿真模型分配给无模型元件。如需使用此功能，请在仿真控制面板Verification阶段下的Components without Models区域中单击Assign Automatically。搜索将在以下来源依次执行：1.本地- 本地存储的模型，位于Preferences对话框的Simulation – General页面的“Model path”字段中定义的路径中。2.库–Available File-based Libraries对话框的Installed选项卡上列出的已安装库。3.服务器- 来自连接工作区的仿真模型。4.Octopart - 云库中提供的仿真模型。找到的模型将分配给元件，并在元件和仿真模型之间自动映射引脚。自动分配的结果显示在仿真控制面板中。如果无法将仿真模型正确映射到元件，则该元件将列在仿真控制面板中具有部分指定模型条目的元件下。您可以单击元件的Edit Model链接，打开Sim Model对话框并编辑管脚映射。此功能处于公开测试阶段，如需使用，请在Advanced Settings对话框中启用Simulation.ModelAutoAssign选项。快速访问仿真通用元件在此版本中，您现在可以从Simulate主菜单快速访问最常用的仿真通用元件（电阻、电容器、晶体管等）。您也可以在Mixed Sim工具栏上找到这些命令。（文章来源公众号：Altium）+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++关于JNH官网电子JNH官网电子技术有限公司（英文名称：Emdoor Electronics Technology Co.,Ltd）是国内资深的研发工具软件提供商，公司成立于 2002 年，面向中国广大的制造业客户提供研发、设计、管理过程中使用的各种软件开发工具，致力于帮助客户提高研发管理效率、缩短产品设计周期，提升产品可靠性。20 年来，先后与 Altium、ARM、Ansys、QT、Adobe、Visu-IT、Minitab、Testplant、EPLAN、HighTec、GreenHills、PLS、Ashling、MSC Software 、Autodesk、Source Insight、TeamEDA、MicroFocus等多家全球知名公司建立战略合作伙伴关系，并作为他们在中国区的主要分销合作伙伴服务了数千家中国本土客户，为客户提供从芯片级开发工具、EDA 设计工具、软件编译以及测试工具、结构设计工具、仿真工具、电气设计工具、以及嵌入式 GUI 工具等等。JNH官网电子凭借多年的经验积累，真正的帮助客户实现了让研发更简单、更可靠、更高效的目标。欢迎关注“JNH官网电子”公众号了解更多研发工具软件知识

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【方辉专栏】ARM64体系结构编程与实践学习笔记（三） Cortex-A72处理器介绍

2022-07-21

摘要： 本文主要介绍了Cortex-A72处理器的基本构成。关键字：Cortex-A72、Armv8、体系结构、ARM架构、处理器 1. Cortex-A72处理器特性Cortex-A72处理器是Armv8-A架构下的一款高性能、低功耗的处理器。它最多支持4个内核，内置L1和L2高速缓存。Cortex-A72处理器具有以下特性：采用Armv8体系结构规范来设计，ARMv8-A 架构配置文件的完整实现。超标量处理器设计，支持乱序执行的流水线。使用分支目标缓冲区（Branch Target Buffer，BTB）、全局历史缓冲区（ Global History Buffer，GHB）、返回堆栈及间接预测器进行动态分支预测。48项全关联L1指令转换后备缓冲区（Translation Lookaside Buffer，TLB），可以支持4KB/64KB及1MB大小的页面。32项全关联L1数据转换后备缓冲区，可以支持4KB/64KB及1MB大小的页面。每个处理器内核含有4路关联的1024项的L2转换后备缓冲区。48K的L1指令缓存和32K的L1数据缓存。可配置为512K/1M/2M/4M的L2共享缓存基于AMBA4总线协议的高级可扩展接口的一致性扩展[AXI(Advanced eXtensible Interface) Coherency Extensions ,ACE]或一致性集线接口 (Coherent Hub Interface,CHI)支持 PMUv3 架构的性能监控单元(Performance Monitor Unit，PMU)支持多处理器调试的CTI（Cross Trigger Interface ）支持通用中断控制器GIC(Generic Interrupt Controller)支持多电源域(power domain)的电源管理。2. Cortex-A72处理器组成框图：2.1指令预取单元指令预取单元从L1指令高速缓存中提取指令，并在每个周期将多达3个指令传送到指令解码单元。它支持动态和静态分支预测。指令预取单元由如下部分组成：L1指令高速缓存：48K3路关联高速缓存，64字节高速缓存双位奇偶校验。48项全关联L1指令后备缓冲区（TLB）。静态分支预测器间接预测器返回堆栈缓冲器2.2指令译码单元指令解码单元支持A32/T32/A64和高级SIMD及浮点指令集。指令解码单元还执行寄存器重名，通过消除写后写（WAW）和读后写（WAR）的冲突来实现乱序执行。2.3指令分配单元指令分配单元控制译码后的指令何时被分配到执行流水线以及返回的结果何时终止。组成：ARM核心通用寄存器SIMD和浮点寄存器集AArch32 CP15 和AArch64系统寄存器2.4 加载/存储单元加载/存储单元（LSU）执行加载和存储指令，包含L1数据存储系统，并为L2内存子系统的内存一致性请求提供服务。组成:32K两路组关联的L1高速缓存，缓存行为64字节。支持32个全关联的数据后备缓存区（TLB）自动硬件预取器，生成针对L1数据缓存和L1缓存的预取。2.5 L1内存系统L1内存系统保留指令内存系统和数据内存系统。2.6 MMU内存管理单元MMU用来实现虚拟地址到物理地址的转换。在AArch64状态下支持长描述符的页表格式，支持不同大小的页面。例如4KB/16KB/64KB。2.7 L2 内存系统L2内存系统不仅负责处理每个处理器内核的L1指令和数据缓存仲裁，还通过一致性扩展(ACE) 或 一致性集线接口（CHI）连接到内存系统。+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++关于JNH官网电子JNH官网电子技术有限公司（英文名称：Emdoor Electronics Technology Co.,Ltd）是国内资深的研发工具软件提供商，公司成立于 2002 年，面向中国广大的制造业客户提供研发、设计、管理过程中使用的各种软件开发工具，致力于帮助客户提高研发管理效率、缩短产品设计周期，提升产品可靠性。20 年来，先后与 Altium、ARM、Ansys、QT、Adobe、Visu-IT、Minitab、Testplant、EPLAN、HighTec、GreenHills、PLS、Ashling、MSC Software 、Autodesk、Source Insight、TeamEDA、MicroFocus等多家全球知名公司建立战略合作伙伴关系，并作为他们在中国区的主要分销合作伙伴服务了数千家中国本土客户，为客户提供从芯片级开发工具、EDA 设计工具、软件编译以及测试工具、结构设计工具、仿真工具、电气设计工具、以及嵌入式 GUI 工具等等。JNH官网电子凭借多年的经验积累，真正的帮助客户实现了让研发更简单、更可靠、更高效的目标。欢迎关注“JNH官网电子”公众号了解更多研发工具软件知识

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