2024年3月21日发(作者:公叔采)
Cortex—M系列
M0
:
Cortex—M0是目前最小的ARM处理器,该处理器的芯片面积非常小,能耗极低,且编程所需
的代码占用量很少,这就使得开发人员可以直接跳过16位系统,以 接近8 位系统的成本
开销获取 32 位系统的性能。Cortex—M0 处理器超低的门数开销,使得它可以用在仿真和数
模混合设备中。
M0+
:
以Cortex-M0 处理器为基础,保留了全部指令集和数据兼容性,同时进一步降低了能耗,提高
了性能.2级流水线,性能效率可达1。08 DMIPS/MHz。
M1
:
第一个专为 FPGA 中的实现设计的 ARM 处理器。Cortex—M1 处理器面向所有主要 FPGA
设备并包括对领先的 FPGA 综合工具的支持,允许设计者为每个项目选择最佳实现.
M3
:
适用于具有较高确定性的实时应用,它经过专门开发,可使合作伙伴针对广泛的设备(包括
微控制器、汽车车身系统、工业控制系统以及无线网络和传感器)开发高性能低成本平台。
此处理器具有出色的计算性能以及对事件的优异系统响应能力,同时可应实际中对低动态和
静态功率需求的挑战。
M4
:
由 ARM 专门开发的最新嵌入式处理器,用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。
M7
:
在 ARM Cortex—M 处理器系列中,Cortex—M7 的性能最为出色。它拥有六级超标量流水
线、灵活的系统和内存接口(包括 AXI 和 AHB)、缓存(Cache)以及高度耦合内存(TCM),
为MCU 提供出色的整数、浮点和 DSP 性能.
互联:64位 AMBA4 AXI, AHB外设端口 (64MB 到 512MB)
指令缓存:0 到 64kB,双路组相联,带有可选 ECC
数据缓存:0 到 64kB,四路组相联,带有可选 ECC
指令TCM:0 到 16MB,带有可选 ECC
数据TCM:0 到 16MB,带有可选 ECC
1
By Harley
Cortex-M系列规格对比
类别
体系结构
ISA支持
DSP扩展
M0
ARMv6M(冯诺依曼)
Thumb,Thumb—2
M3
ARMv6M(哈佛)
Thumb,Thumb-2
M4
ARMv6M(哈佛)
Thumb,Thumb—2
单周期16/32位 MAC
单周期双16位 MAC
8/16位 SIMD 运算
硬件除法(2—12 周期)
单精度浮点单元
符合 IEEE 754
3级+分支预测
1。25~1。52
NMI + 1~240物理中断
8~256
最多240个
M7
ARMv7—M(哈佛)
Thumb,Thumb—2
单周期16/32位 MAC
单周期双16位 MAC
8/16位 SIMD 运算
硬件除法(2-12 周期)
单和双精度浮点单元
与IEEE 754 兼容
6级超标量 + 分支预测
2.14/2。55/3。23
NMI + 1~240物理中断
8~256
最多240个
可选的8/16区域 MPU,
带有子区域和背景区域
集成 WFI 和 WFE 指令
以及Sleep On Exit功能。
休眠和深度休眠信号。
ARM 电源管理工具包
及可选Retention模式
浮点单元
流水线
DMISP/MHz
中断
中断优先级
内存保护
3级
0.9~0.99
NMI+1-32物理中断
3级
1。25~1。50
NMI+ 1—240物理中
断
8~256
最多240个 唤醒中断控制器
带有子区域和后台区带有子区域和后台区域
域的可选 8 区域 的可选8区域 MPU
MPU
集成的 WFI 和 WFE
指令和“退出时睡眠”
功能。
睡眠和深度睡眠信号。
随 ARM 电源管理工
具包提供的可选保留
模式
集成WFI 和WFE 指令和
“退出时睡眠”功能。
睡眠和深度睡眠信号。
随 ARM 电源管理工具
包提供的可选 Retention
模式
睡眠模式 集成的 WFI 和 WFE 指
令和“退出时睡眠"功能。
睡眠和深度睡眠信号随
ARM 电源管理工具包
提供的可选的Retention
模式
硬件单周期 (32x32) 乘
法选项
增强的指令 硬件除法(2-12 个周
期)和单周期 (32x32)
乘法、饱和数学支持.
调试 可选 JTAG 和Serial—可选 JTAG 和串行线可选 JTAG 和Serial—可选的 JTAG 和 串行线
Wire 调试端口.最多 4 调试端口。最多 8 个Wire 调试端口。最多 8 调试 端口。最多 8 个
个断点和 2 个观察点 断点和 4 个检测点。 个断点和 4 个检测点。 断点和 4 个观察点.
可选指令跟踪 可选指令跟踪 (ETM)、数
(ETM)、数据跟踪 据跟踪 (DWT) 和测量
(DWT) 和测量跟踪 跟踪 (ITM)
(ITM)
可选指令跟踪 (ETM)、
数据跟踪 (DWT) 和测
量跟踪 (ITM)
跟踪
2
By Harley
2024年3月21日发(作者:公叔采)
Cortex—M系列
M0
:
Cortex—M0是目前最小的ARM处理器,该处理器的芯片面积非常小,能耗极低,且编程所需
的代码占用量很少,这就使得开发人员可以直接跳过16位系统,以 接近8 位系统的成本
开销获取 32 位系统的性能。Cortex—M0 处理器超低的门数开销,使得它可以用在仿真和数
模混合设备中。
M0+
:
以Cortex-M0 处理器为基础,保留了全部指令集和数据兼容性,同时进一步降低了能耗,提高
了性能.2级流水线,性能效率可达1。08 DMIPS/MHz。
M1
:
第一个专为 FPGA 中的实现设计的 ARM 处理器。Cortex—M1 处理器面向所有主要 FPGA
设备并包括对领先的 FPGA 综合工具的支持,允许设计者为每个项目选择最佳实现.
M3
:
适用于具有较高确定性的实时应用,它经过专门开发,可使合作伙伴针对广泛的设备(包括
微控制器、汽车车身系统、工业控制系统以及无线网络和传感器)开发高性能低成本平台。
此处理器具有出色的计算性能以及对事件的优异系统响应能力,同时可应实际中对低动态和
静态功率需求的挑战。
M4
:
由 ARM 专门开发的最新嵌入式处理器,用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。
M7
:
在 ARM Cortex—M 处理器系列中,Cortex—M7 的性能最为出色。它拥有六级超标量流水
线、灵活的系统和内存接口(包括 AXI 和 AHB)、缓存(Cache)以及高度耦合内存(TCM),
为MCU 提供出色的整数、浮点和 DSP 性能.
互联:64位 AMBA4 AXI, AHB外设端口 (64MB 到 512MB)
指令缓存:0 到 64kB,双路组相联,带有可选 ECC
数据缓存:0 到 64kB,四路组相联,带有可选 ECC
指令TCM:0 到 16MB,带有可选 ECC
数据TCM:0 到 16MB,带有可选 ECC
1
By Harley
Cortex-M系列规格对比
类别
体系结构
ISA支持
DSP扩展
M0
ARMv6M(冯诺依曼)
Thumb,Thumb—2
M3
ARMv6M(哈佛)
Thumb,Thumb-2
M4
ARMv6M(哈佛)
Thumb,Thumb—2
单周期16/32位 MAC
单周期双16位 MAC
8/16位 SIMD 运算
硬件除法(2—12 周期)
单精度浮点单元
符合 IEEE 754
3级+分支预测
1。25~1。52
NMI + 1~240物理中断
8~256
最多240个
M7
ARMv7—M(哈佛)
Thumb,Thumb—2
单周期16/32位 MAC
单周期双16位 MAC
8/16位 SIMD 运算
硬件除法(2-12 周期)
单和双精度浮点单元
与IEEE 754 兼容
6级超标量 + 分支预测
2.14/2。55/3。23
NMI + 1~240物理中断
8~256
最多240个
可选的8/16区域 MPU,
带有子区域和背景区域
集成 WFI 和 WFE 指令
以及Sleep On Exit功能。
休眠和深度休眠信号。
ARM 电源管理工具包
及可选Retention模式
浮点单元
流水线
DMISP/MHz
中断
中断优先级
内存保护
3级
0.9~0.99
NMI+1-32物理中断
3级
1。25~1。50
NMI+ 1—240物理中
断
8~256
最多240个 唤醒中断控制器
带有子区域和后台区带有子区域和后台区域
域的可选 8 区域 的可选8区域 MPU
MPU
集成的 WFI 和 WFE
指令和“退出时睡眠”
功能。
睡眠和深度睡眠信号。
随 ARM 电源管理工
具包提供的可选保留
模式
集成WFI 和WFE 指令和
“退出时睡眠”功能。
睡眠和深度睡眠信号。
随 ARM 电源管理工具
包提供的可选 Retention
模式
睡眠模式 集成的 WFI 和 WFE 指
令和“退出时睡眠"功能。
睡眠和深度睡眠信号随
ARM 电源管理工具包
提供的可选的Retention
模式
硬件单周期 (32x32) 乘
法选项
增强的指令 硬件除法(2-12 个周
期)和单周期 (32x32)
乘法、饱和数学支持.
调试 可选 JTAG 和Serial—可选 JTAG 和串行线可选 JTAG 和Serial—可选的 JTAG 和 串行线
Wire 调试端口.最多 4 调试端口。最多 8 个Wire 调试端口。最多 8 调试 端口。最多 8 个
个断点和 2 个观察点 断点和 4 个检测点。 个断点和 4 个检测点。 断点和 4 个观察点.
可选指令跟踪 可选指令跟踪 (ETM)、数
(ETM)、数据跟踪 据跟踪 (DWT) 和测量
(DWT) 和测量跟踪 跟踪 (ITM)
(ITM)
可选指令跟踪 (ETM)、
数据跟踪 (DWT) 和测
量跟踪 (ITM)
跟踪
2
By Harley