ARM技压群雄——发挥ARM Cortex-M3和M4微控制器最大作用的要诀

显示全部楼层 · 2013-12-27 15:52:40

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许多嵌入式开发人员对ARM Cortex处理器架构颇为熟悉，但很少有人能够对这种流行架构了如指掌，从而可以充分发挥它独特的特性和性能。新型ARM Cortex-M4处理器尤为如此，它拥有引以为豪的增强架构、天生的数字信号处理(DSP)能力和可选的浮点加速器，使精于此道的程序设计人员或硬件工程师可以充分发挥它的优势。本文接下来将就Cortex-M3/M4微控制器（MCU）的一些更有趣的（但经常遭到忽视的）特性展开详细的论述。

大部分采用Cortex-M3/M4 MCU的目标应用是便携式的，并且供电电源来自电池或能源收集系统，因此我们所探讨的大部分概念涉及如何减少系统整体能耗的技术。然而，在许多情况下，这些节能技术也是处理器应用设计的有力工具，可提供：

● 更符合成本效益的解决方案
● 更大的升级和采用新特性的设计冗余
● 有助于产品在激烈竞争市场上脱颖而出的性能和特性

ARM Cortex基本介绍

就像Advanced RISC Machines（ARM）公司在20世纪80年代所推出的第一代16位处理器内核一样，ARM Cortex系列以哈佛式RISC架构为基础，采用适度的硅封装工艺获得更高性能，以及代码和内存效率。该架构在过去十年间大有进展，扩展出了三种不同的子系列，以满足特定应用的需求：

● A型系列处理器针对高效能开放应用平台而优化设计。
● R型系列处理器注重提升实时应用的性能和可靠度。
● M型系列处理器特别为采用嵌入式MCU的应用而设计，其性能必须在能源效率和降低解决方案成本之间加以平衡。适用于Cortex M系列的常见应用包括智能电表、人机接口设备、汽车与工业控制系统、白色家电、消费电子产品和医疗器材等。