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从Cortex-M到Cortex-A全面认识ARM处理器

strongerHuang 嵌入式专栏 2022-05-20

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作者 | strongerHuang

微信公众号 | 嵌入式专栏


ARM处理器应用非常广泛 - 从传感器到服务器。


ARM是业界领先的微处理器技术供应商,提供最广泛的微处理器内核,可满足几乎所有应用市场的性能、功耗和成本要求。

ARM的技术将一个充满活力的生态系统与超过1000个合作伙伴相结合,提供芯片,开发工具和软件,以及超过900亿个处理器,ARM的技术是计算和连接革命的核心,正在改变人们的生活和业务运营方式。

下面带你了解Cortex-M到Cortex-A的各系列处理器。详情请参看:

https://www.arm.com/products/silicon-ip-cpu

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1ARM处理器

目前,ARM处理器分为5类:Cortex-A、Cortex-R、Cortex-M、Machine Learning、SecurCore。前3种我们大部分人都听说过,见下图:



2Cortex-A先进的处理器

1.Cortex-A5

可定制的处理器,可在低功耗配置中实现高性能

  • 可扩展的多功能性,适用于对成本敏感的低功耗应用

  • 可配置选项为最小的设备提供丰富的OS支持

  • 完整的Armv7-A体系结构,为Cortex-A9的三分之一面积和功耗


2.Cortex-A7

适用于32位的最小,最低功耗处理器

  • Armv7-A扩展提供增强的硬件虚拟化

  • 与前代产品相比,内存性能提高了20%

  • 支持32位,丰富的操作系统,包括Linux


3.Cortex-A9

针对性能和功耗进行了优化的多核处理器

  • 适用于低功耗,成本敏感的32位器件

  • 可用作单核或最多四个处理器的集群

  • 在多种工艺技术中建立了良好的基础


4.Cortex-A15

专为需要高性能的各种32位应用而设计

  • 第一个Armv7-A核心支持虚拟化

  • 使用32位无序管道删除代码依赖项

  • 细粒度的功率控制确保了卓越的效率


5.Cortex-A17

不影响性能的低成本处理器

  • 高端功能适用于各种家用消费电器

  • 与big.LITTLE的兼容性提供了灵活性和成本效益

  • 提供Armv7-A软件生态系统的最高性能


6.Cortex-A32

尺寸最小,功耗最低的Armv8-A处理器

  • 先进的电源管理功能,具有空闲电源管理功能

  • 可用作单核或最多四个处理器的集群

  • 嵌入式和物联网市场的合理选择


7.Cortex-A35

ARM设计的最小且最节能的应用处理器

  • 电源管理功能可降低功耗预算

  • 支持适用于嵌入式应用的64位处理

  • 用于物联网节点和网关的理想处理器


8.Cortex-A53

最广泛使用的处理器,性能和效率均衡

  • 高单线程和FPU / NEON性能的选择

  • 支持汽车和网络等各种应用

  • 最广泛部署的64位Armv8-A处理器


9.Cortex-A55

最高效的中档处理器 

  • 灵活的设计满足广泛的市场应用需求

  • 适用于环境受限的小型设备

  • 专为兼容DynamIQ配置而设计


10.Cortex-A57

支持需要高性能处理的各种应用程序 

  • 使用三重问题无序管道删除代码依赖项

  • 加密扩展可以加快加密指令的处理速度

  • 预取功能可提供更好的内存流性能


11.Cortex-A72

快速处理提高了移动应用程序的效率

  • 高级分支预测器可减少浪费的能源消耗

  • 在减少内存需求方面获得显着优势

  • 适合在arm big.LITTLE配置中实现


12.Cortex-A73

Cortex-A系列中最节能的处理器

  • 与前代产品相比,电源效率提高了30%

  • 最小的Armv8-A处理器

  • 专为移动和消费者应用而设计


13.Cortex-A75

首个基于DynamIQ的高性能CPU

  • 灵活的架构提供广泛的支持生态系统

  • 每个时钟周期并行执行最多三条指令

  • 广泛的市场应用涵盖智能手机,服务器,汽车应用等


14.Cortex-A76

基于DynamIQ的第二代高性能CPU

  • 专为执行复杂计算任务的设备而设计

  • 更高的单线程性能和更高的能效

  • 为机器学习应用程序提供更快的响应速度和最佳支持


15.Cortex-A77

基于DynamIQ技术的第三代高性能CPU

  • 5G移动解决方案的领导绩效和效率

  • 改进了设备上机器学习的响应能力

  • 专为下一代智能手机和笔记本电脑打造


16.Cortex-A77

基于DynamIQ技术的第四代高性能CPU,最高效的高级Cortex-A CPU

  • 5G移动解决方案的领导绩效和效率

  • 改进了设备上机器学习的响应能力

  • 专为下一代智能手机和笔记本电脑打造


3Cortex-R实时性能的处理器

1.Cortex-R4

最小的实时性能处理器

  • 提供卓越的能源效率和成本效益

  • 通过内置错误处理优先考虑可靠性和错误管理

  • 适用于嵌入式应用,包括汽车和相机


2.Cortex-R5

提供无缝,实时的性能和功能安全性

  • 双核配置的性能是以前Cortex-R处理器的两倍

  • 非常适合开发安全关键产品

  • 最常用于大批量深度嵌入式SoC应用


3.Cortex-R7

适用于4G调制解调器和存储用途的高性能处理器

  • 第一款带有集成GIC和SCU的Cortex-R处理器

  • 为无线调制解调器提供实时处理吞吐量

  • 确保硬错误处理


4.Cortex-R8

LTE和5G调制解调器同类产品中性能最高

  • 提供低延迟

  • 可配置端口支持灵活的设计选项

  • 提供高性能大容量存储应用所需的响应能力


5.Cortex-R52

最先进的功能安全处理器

  • 为各种汽车应用提供先进的安全功能

  • 软件分离可保护安全关键代码

  • 高性能mulitcore集群提供实时响应


6.Cortex-R82

最高性能的实时处理器

  • 为复杂的存储应用程序提供高效,高性能的计算

  • 支持Arm Neon技术进行ML加速

  • 实现MMU以提供丰富的OS支持


4Cortex-M微处理器

1.Cortex-M0

小巧的ARM处理器

  • 可通过DesignStart免费获得许可费

  • 非常适用于智能传感器和片上混合信号系统(SoC)

  • 三种高度优化的低功耗模式


2.Cortex-M0 +

Cortex-M中面积最小,功耗最低的处理器

  • 8位处理器成本,32位处理器性能

  • 三种高度优化的低功耗模式可节省能源

  • 最常用于可穿戴设备的医疗保健,健身等


3.Cortex-M3

出色的32位性能和低功耗

  • 可通过DesignStart免费获得许可费

  • 常用于许多智能家居设备

  • 在广泛的嵌入式应用程序中部署数十亿台设备


4.Cortex-M4

具有混合信号设备的性能

  • 集成数字信号处理(DSP)简化了系统设计

  • 基本的微控制器功能使其成为工业应用的理想选择

  • 部署广泛的Cortex-M处理器具有广泛的生态系统


5.Cortex-M7

性能最高的Cortex-M处理器

  • 简化信号处理,为大众带来高性能DSP

  • 内置浮点处理功能可降低功耗

  • 支持创新的MCU,可实现更密集的自动化任务


6.Cortex-M23

具有TrustZone安全性的尺寸最小,功耗最低的微控制器

  • 包含TrustZone的内置安全基础

  • 内存保护可最大限度地降低意外访问的风险

  • 理想的处理器,用于能量收集物联网节点和小型传感器


7.Cortex-M33

实时,效率和安全的理想融合

  • 通过安全性简化数字信号处理

  • 使用TrustZone软件隔离来区分您的产品

  • 即使是最简单且成本敏感的设备,也能带来32位性能


8.Cortex-M35P

第一款内置防篡改功能的Armv8-M处理器

  • 增加物理弹性和系统安全功能不会影响性能

  • 包括集成数字信号处理(DSP)选项

  • 保护层防止轻松攻击和系统接管


8.Cortex-M55

Arm最具AI功能的Cortex-M处理器,也是第一个采用Arm Helium技术的处理器

  • 为Cortex-M提供最高、最高效的ML和DSP性能

  • 易于使用的Cortex-M,单个工具链,优化的软件库以及行业领先的嵌入式生态系统,简化了IoT的AI实施 


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