本文介绍了ARM系列处理器的命名,然后重点介绍了工作中使用的-M系列处理器。
前言
ARM 的经典处理器包括 ARM7、ARM9 和 ARM11 系列。 ARM11之后的产品被重新命名,分为A、R、M三类,旨在为各个市场提供服务。 该系列属于ARMv7架构,是ARM截至2010年最新的指令集架构。
ARMv7架构定义了三个分工明确的系列:“A”系列针对尖端的基于虚拟内存的操作系统和用户应用程序; “R”系列适用于实时系统; “M”系列用于微控制器。
由于应用领域不同,基于v7架构的处理器系列所采用的技术也有所不同。 基于v7A的称为-A系列,基于v7R的称为-R系列,基于v7M的称为-M系列。
系列介绍 1.-M系列:
(微控制器处理器)——微控制器处理器通常设计得面积非常小并且非常节能。 通常,这些处理器具有较短的管道和较低的最大时钟频率(尽管市场上有此类处理器可以在其上运行)。 而且,新的 -M 处理器系列的设计非常易于使用。 因此,ARM微控制器处理器在微控制器和深度嵌入式系统市场非常成功和流行。
为微控制器驱动系统提供低成本优化解决方案,应用于传统微控制器市场、智能传感器、汽车周边组件等。
2.-A系列:
(应用处理器)——面向移动计算、智能手机、服务器和其他市场的高端处理器。 这种类型的处理器以非常高的时钟频率(超过 1GHz)运行,并支持 Linux、MS 和移动操作系统等完整操作系统所需的内存管理单元 (MMU)。 如果您计划开发的产品需要运行上述操作系统之一,则需要选择ARM应用处理器。
适用于开放操作系统的高性能处理器; 用于智能手机、数字电视和智能笔记本电脑等高端应用。
3.-R系列:
实时(实时处理器)——用于实时应用的高性能处理器系列,例如硬盘控制器、汽车传动系统的基带控制和无线通信。 大多数实时处理器不支持MMU,但通常具有专为工业应用设计的MPU、Cache和其他存储器功能。 实时处理器以相对较高的时钟频率(例如>1GHz)运行,并且具有非常低的响应延迟。 虽然实时处理器不能运行完整版本的Linux和操作系统,但它支持大量的实时操作系统(RTOS)。
针对实时系统,满足实时控制要求; 应用于汽车制动系统、动力系统等。
-M处理器介绍
-M系列处理器更专注于低性能端,但与许多微控制器中使用的传统处理器相比,这些处理器仍然强大。 例如,-M4和-M7处理器用于许多高性能微控制器产品中,并且可以达到最大时钟频率。
当然,性能并不是选择处理器的唯一标准。 在许多应用中,低功耗和成本是关键的选择标准。 因此,-M处理器系列包含各种产品以满足不同的需求:
-M4处理器
它在M3的基础上加强了计算能力,并增加了浮点、DSP、并行计算等,以满足需要有效且易于使用的控制和信号处理功能混合的数字信号控制市场。 -M4的DSP性能优于16位DSP芯片,但不如32位DSP芯片。 -M 处理器系列将其高效的信号处理能力与低功耗、低成本和易于使用的优势相结合,旨在满足专门针对电机控制、汽车、电源管理、嵌入式音频和工业自动化的新兴类别的需求市场。 灵活的解决方案。
-M4 提供无与伦比的功能,将 32 位控制与领先的数字信号处理技术集成,以满足需要极高能效水平的市场。 -M4处理器具有扩展的单周期乘法累加(MAC)单元、优化的单指令多数据(SIMD)指令、饱和算术指令和可选的单精度浮点单元(FPU)。 这些功能基于 -M 系列处理器特有的创新技术。 包括:
a) RISC处理器核心:高性能32位CPU,确定性运算,低延迟3级流水线,最高可达1./MHz;
b)Thumb-2指令集:16/32位指令的最佳组合,不到8位设备代码大小的3倍,并且对性能没有负面影响。 提供最优的代码密度;
c) 低功耗模式:集成睡眠状态支持、多个电源域、基于架构的软件控制;
d) 嵌套向量中断控制器(NVIC):低延迟、低抖动中断响应,无需汇编编程,纯C语言编写的中断服务程序。 能够完成优秀的中断处理;
e) 工具和RTOS支持:广泛的第三方工具支持、微控制器软件接口标准(CMSIS),最大限度地重用软件结果;
f) 调试和跟踪:JTAG 或 2 针串行线调试(SWD)连接,支持多处理器,并支持实时跟踪。 此外,该处理器还提供可选的内存保护单元 (MPU),可提供低成本调试/跟踪功能和集成睡眠状态,以提高灵活性。 嵌入式开发人员将能够快速设计和推出具有最多功能的引人注目的最终产品,同时最大限度地降低功耗和尺寸。
-M4处理器设计具有多种适合数字信号控制市场的高效信号处理能力。 -M4 处理器具有扩展的单周期乘法累加 (MAC) 指令、优化的 SIMD 运算、饱和运算指令和可选的单精度浮点单元 (FPU)。 这些功能基于 ARM-M 系列处理器的创新技术。
引用