Microprocesadores  en  Smarphones  

By  Pablo  Sánchez-­‐Simón  del  Pino  

¿Que  es  un  Smartphone?  •  Conocidos  también  como  teléfonos  inteligentes,  ya  que  no  sólo  

sirven  como  disposiEvo  de  comunicación,  sino  que  además  son  un  completo  organizador  personal.  

•  Se  diferencia  del  resto  de  los  móviles  debido  a  una  serie  de  caracterísEcas  que  hacen  de  él  un  teléfono  inteligente  como:  –  Conexión  a  internet  –  Tiene  un  tamaño  mayor  debido  a  la  incorporacion  de  pantallas  tacEles  y  

teclados  Query.  –  el  Smartphone  ofrece  la  posibilidad  de  lectura  de  archivos  en  diversos  

formatos  de  acuerdo  a  las  aplicaciones  previamente  instaladas.  •  MicrosoL  Office  •  Adobe  PDF  reader    

Un  poco  de  historia  •  Se  trata  del  IBM  Simon,  presentado  por  primera  vez  en  el  marco  COMDEX  de  las  vegas.  –  Este  telefono  permiVa  accedera  todas  las  funciones  sin  tener  que  usar  botones,  gracias  a  la  interfaz  de  pantalla  tacEl,  y  no  hacia  falta  el  uso  de  un  lapiz  tacEl.  

–  Constaba  de  una  ranura  PCMACIA  que  ampliaba  sus  2  Mb  de  memoria  RAM  

•  Costaba  899  dolares,  y  podia  funcionar  en  190  ciudades  distribuidas  por  Estados  Unidos  

 

Microporcesadores  en  los  Smartphones  

•  Visto  la  transparencias  anteriores,  se  aprecia  que  para  poder  llevar  a  cabo  todas  esas  funciones,  el  telefono  no  podría  ser  inteligente  sin  la  ayuda  de  los  microprocesadores  

•  Los  microprocesadores  mas  usados  son  los  ARM,  que  se  usan  en  el  98%  de  estos  aparatos.  

ARM  

•  ARM  es  el  mayor  proveedor  mundial  de  semiconductores  fisicos  de  propiedad  intelectual  (Intellectual  Property  (IP)).  

•  ARM  es  el  corazón  de  los  Smartphones,  aunque  hoy  en  dia  un  disposiEvo  normal  puede  tener  3  chips  ARM.  

Para  que  usan  los  usuarios  el  Smartphone  según  ARM  

•  Acceso  a  internet,  especialmente  para  redes  sociales  como  Facebook,  Youtube  y  Twiher.  

•  Creación  y  consumo  de  videos  en  alta  definición,  y  el  acceso  a  todo  el  contenido  mediante  el  uso  de  Adobe  Flash  Player.  

•  Navegación  GPS  y  aplicaciones  de  localización  

•  Videojuegos,  especialmente  las  usadas  por  OpenGL  ES.  

•  Mensagería  

•  Y  por  supuesto  el  telefono  movil.  

Procesadores  Relevantes  de  ARM  

•  Procesadores  de  Aplicación  –  Cortex-­‐A5  –  Cortex-­‐A8  –  Cortex-­‐A9  – ARM11  – NEON  –  TrustZone  

•  Procesadores  Modem  –  Cortex  R4  – ARM11  

Cortex-­‐A5  •  Es  mas  pequeño,  el  mas  barato  y  de  menor  potencia  de  los  procesadores  ARMv7.  

•  Se  usa  desde  los  Smartphones  de  menor  coste  hasta  disposiEvos  industriales  

•  Esta  diseñado  para  aplicaciones  que  requieren  sistemas  operaEvos  con  un  alto  nivel  de  manejo  de  memoria  virtual.  

•  Tiene  las  siguients  ventajas  – Menos  coste  de  fabricación  –  Permite  menor  coste  de  integración  –  Reduce  las  fugas.  

Cortex-­‐A8  •  Este  microprocesador  se  usan  en  en  telefonos  muy  equipados  hasta  netboos,  impresoras,etc..  

•  Es  uno  de  los  chips  mas  vendidos  

•  Tiene  las  siguientes  caracterísEcas  –  Frecuencia  desde  600  Mhz  y  de  un  1Ghz  para  arriba  – Microarquitectura  superescalar  –  Tecnología  NEON  para  mulEmedia.  –  CompaEbilidad  Binaria  con  ARM926,  ARM  1136,  ARM  1176.  

 

Cortex-­‐A9    •  Se  usa  en  Smartphones  de  muy  altas  prestaciones,  televesion  

digital  y  aplicaciones  de  empresa,  que  como  diria  ARM,  permiEendo  conectar  tu  vida.  

•  Esta  disponible  desde  implementaciones  sinteEzables  y  hard-­‐macros.  

•  La  IP  fisica  del  esta  disponible  para  soportar  configuraciones  opEmizadas,  reduciendo  el  riesgo  de  llevar  el  Eempo  de  mercado  al  mínimo.  

•  Hay  dos  subEpos  segun  las  necesidades  del  usuario:  –  TSMC  40G  Hard  Macro:  Esta  opEmizado  en  energía.  –  TSMC  40LP  Hard  Macro:  Esta  opEmizado  en  prestaciones  

ARM11  

•  El  ARM11  prove  el  motor  que  alimenta  muchos  smartphones  en  producción,  se  usa  en  consumo  y  aplicaciones  empotradas  

•  Prove  bajo  consumo  y  una  velocidad  de  desde  350  MHz  hasta  1  GHz  en  diseños  opEmizados  en  velocidad  en  de  uaria  de  entre  45  y  65  nm.  

•  El  soLware  es  compaEble  con  las  generaciones  previa  de  procesadores  de  ARM,  introduciendo  SIMD  de  32  bit  para  procesados  de  contenido  mulEmedia.  

NEON  

•  Es  una  maquina  de  procesado  SIMD  para  mulEples  formatos  mulEmedia  y  aumentando  la  experiencia  del  usuario.  

•  Puede  acelerar  los  algoritmos  de  procesado  como  decodificacion  de  video,  grafigos  en  2D  y  3D,  etc…  

•  Esta  arquitectura  puede  trabajar  sin  ningun  problema  con  su  pipeline  y  archivos  de  registros  

NEON  •  La  tecnologia  de  instrucciones    mejora  el  procesado  del  

SIMD  empaquetado  llevando  consigo:  –  Los  registros  son  considerados  como  vectores  de  elementos  del  mismo  Epo  

de  dato  –  Pueden  ser  del  Epo:  signed/unsigned  de  8  bits,  16  bits,  32  bits  y  hasta  64  bits  –  Las  instrucciones  se  realizan  la  misma  operacion  en  todas  las  lineas.  

TrustZone  •  La  tecnologia  TrustZone  es  un  sistema  de  acercamiento  ancho  

para  asegurar  el  ancho  de  vectores  de  una  plataforma  computacional  de  clientes  y  servidores,  desde  sistema  avanzados  hasta  tablets.  

•  Esta  ligeramiente  integrada  en  los  procesadores  Cortex  –A  pero  el  estado  seguro  esta  extendido  a  través  de  los  buses  AMBA-­‐AXI  y  bloques  especificos  del  sistema  IP.  

•  Los  sistemas  especificos  de  arquitectura  permite  plataformas  capaces  de  soportar  el  TEE(Entorno  de  Ejecución  Confiable)  y  las  aplicacioenes  y  servicios  de  de  seguridad.  

•  Permite  la  ejecucios  de  sistemas  operaEvos  puros  separados  como  de  TEE,  a  través  de  la  creación  de  modos  adicionales  de  dominios  normales,  conocidos  como  dominio  seguro  y  modo  monitor.  

TrustZone  

•  Aplicaciones  – PIN  para  los  bancos  – Protección  contra  los  troyanos  – Permite  el  despliegue  y  el  consumo  de  los  DRM  – BYOD    – Manejo  de  licencias  de  soLware  – Aplicaciones  basados  en  lealtad  – Acesso  remoto  a  documentos  basados  en  la  nube  – e-­‐TickeEng  para  las  televisiones  mobiles  

Cortex  R4  

•  Este  procesador  es  el  el  primer  procesador  en  Eempo  real  profundamente  basado  en  la  arquitectura  ARMv7.  

•  El  Cortex-­‐R4  Eene  una  ligera  mejora  en  la  sensibilidad  en  Eempo  real,  una  alta  tolerancia  a  errores  y  otras  mejoras  en  los  procesadores  de  su  clase.  

•  Contribuye  a  la  seguridad  del  sistema  de  diseño,  gracias  a  que  opera  de  forma  determinista.  

Bibliogra)a  •  h,p://www.areatecnologia.com/Que-­‐es-­‐un-­‐smartphone.htm  •  h,p://www.abc.es/20120222/tecnologia/abci-­‐simon-­‐primer-­‐smartphone-­‐

historia-­‐201202221308.html  •  h,p://www.arm.com/markets/mobile/smartphones.php