ARM TechCon 2015 - 新たに2種類の命令グループが定義された「ARMv8-M」を読み解く

●ARMv8-Mはこれまでと何が違っているのか?
「ARM TechCon 2015」の基調講演では「ARMv8-M」について、専ら「Trust Zone」を中心に紹介したが、実際はもう少し広範にわたる変更があるので、順を追って説明したい。

現在のCortex-Mシリーズの場合、Cortex-M0/M0+/M1がARMv6-M、Cortex-M3/M4/M7がARMv7-Mということで2種類のアーキテクチャが混在している。もっともARMv6-Mは、ARMv7-Mから「不要なものを削ぎ落として簡潔にした」という方が正確で、その意味ではARMv6-MはARMv7-Mのサブセット的な位置づけにある。実際ARMv6-Mの命令は57個に留まっており、他に

特権命令、SysTick Timer、Halt Debug Support、MPUはImprement Option
外部割込みは32まで、Priotiry Levelは4つまで
メモリアクセスはAligmnetのみ(Unalignアクセスは未サポート)
排他アクセスは未サポート

といった制約が付いている。逆に言えば違いはこれだけとも言える。Photo01で言えば、ARMv6-Mが利用できる命令は左下の緑の部分のみで、ARMv7-Mになると水色にまで命令が増え、さらにDSP/FPUを利用するとピンク/オレンジの命令が利用できる様になる訳だが、緑の部分に関しては完全に共通で下位互換性は保たれており、なのでCortex-M0/M0+とCortex-M4のコアを利用して製品ラインアップを展開しても「命令セットは共通」