|
如果您現(xiàn)在的設(shè)計中即包含MCU，又包含DSP，那么也許您可以考慮簡化您的設(shè)計了。ARM公司新近推出的ARM Cortex-M7架構(gòu)據(jù)稱可以取代絕大多數(shù)分立的DSP，而意法半導(dǎo)體公司（ST）基于M7內(nèi)核的STM32 F7微控制器不久就會上市了。 9月25日，ARM嵌入式市場營銷副總裁Richard York、ST公司大中華與南亞區(qū)微控制器市場及應(yīng)用總監(jiān)James Wiart、ST公司微控制器市場總監(jiān)Daniel Colonna、ST公司中國區(qū)微控制器市場部高級經(jīng)理曹錦東和ARM中國區(qū)嵌入式市場營銷經(jīng)理耿立鋒齊聚北京，向媒體介紹了ARM Cortex-M7內(nèi)核和STM32 F7微控制器。 顯然Cortex-M7和STM32 F7是ARM和ST兩家公司今年的重磅產(chǎn)品。兩家公司之前發(fā)布的官方新聞稿已經(jīng)對自家的產(chǎn)品進行了介紹（參見ARM推出高性能Cortex-M7處理器及ST推出世界首款基于 ARM Cortex-M7 的STM32 F7 系列MCU），這里分析一下新產(chǎn)品的要點和亮點。 ARM公司的Cortex系列產(chǎn)品包括小尺寸的M0、超低功耗的M0+、主流的M3和帶有DSP的M4。此次發(fā)布的Cortex-M7是該系列中性能最強的，性能介于Cortex-M與Cortx-A系列產(chǎn)品之間，擴大了ARM MCU的應(yīng)用范圍。 Cortex-M7的性能提升主要表現(xiàn)在DSP性能的提升。York 先生介紹說，Cortex-M家族的控制性能已經(jīng)相當(dāng)出色，Cortex-M7重在大幅提升器件的運算能力。Cortex-M7的性能可達5 CoreMark/MHz，采用6級超標(biāo)量流水線，在40LP工藝制程與400MHz頻率下的性能測試可達2000個CoreMark。Cortex-M7目標(biāo)應(yīng)用涵蓋馬達控制、工業(yè)自動化、先進語音、圖像處理、汽車聯(lián)網(wǎng)及互聯(lián)網(wǎng)等對對性能要求極高的應(yīng)用，而這些領(lǐng)域正是DSP的用武之地。ARM的Cortex-M4 MCU已經(jīng)具備DSP能力，但ARM認(rèn)為這還不夠。相比Cortex-M4，Cortex-M7的DSP性能高出一倍，據(jù)稱可以替代大多數(shù)DSP，除了那些需要極度繁重運算工作的應(yīng)用。 
圖1：ARM Cortex-M家族產(chǎn)品
圖2：ARM Cortex-M7內(nèi)核框圖 YORK先生說，Cortex-M7之所以能夠?qū)崿F(xiàn)高性能，原因有二。首先，它采用分支預(yù)測的6級超標(biāo)量流水線，這樣可以同時支持單精度和雙精度浮點單元，快速提供計算性能。其次，Cortex-M家族一定會兼顧實時性和快速的終端響應(yīng)。與Cortex-M3、M4一樣，Cortex-M7也支持12個周期的中斷延遲。 關(guān)于Cortex-M7內(nèi)核的DSP特征，YORK強調(diào)說，除了DSP硬件部分，ARM還有很多DSP的軟件服務(wù)，以及第三方開發(fā)工具，幫助用戶縮短上市周期：用戶可以把更多精力放在創(chuàng)新應(yīng)用上，而不是反復(fù)做一些底層算法優(yōu)化。 意法半導(dǎo)體（ST）既是ARM Cortex-M系列的強力推廣者，同時也是最大受益者。ST基于ARM Cortex-M內(nèi)核的STM32系列MCU幫助該公司成為了MCU的重量級廠商，尤其是在中國市場：從2005年的排名第12躍升至2013年的第四。目前STM32擁有基于Cortex-M0、M0+、M3和M4內(nèi)核的七大產(chǎn)品系列。 ST公司的STM32 F7系列將是業(yè)界首個全功能Cortex-M7內(nèi)核的MCU。基于ST的90nm嵌入式閃存平臺，主頻為200MHz的STM32 F7的性能已經(jīng)達到1000個CoreMark，而該公司的F4系列的性能為608個CoreMark。F7系列首款產(chǎn)品樣片已經(jīng)準(zhǔn)備就緒，采用TFBGA216封裝。 Colonna先生稱，ST的STM32 F7是最智能、最聰明STM32產(chǎn)品，因為它不僅擁有Cortex-M7內(nèi)核，同時還配置了更多智能化的外設(shè)和總線。為了進一步充分發(fā)揮STM32 F7內(nèi)核的至高性能，ST在三個方面對系統(tǒng)架構(gòu)做了充分的設(shè)計和處理：第一，有閃存加速器；CPU支持一級高速緩存，實現(xiàn)零等待執(zhí)行程序。第二，采用64位AXI總線矩陣架構(gòu)，加上特別設(shè)計的DMA，可以使數(shù)據(jù)存儲和指令輸送實現(xiàn)零等待。最后，在存儲器方面做了更多的改進和提升。ST設(shè)計了靈活的SRAM分配架構(gòu)以滿足不同的應(yīng)用。多種DMA讓數(shù)據(jù)和指令在CPU和存儲器之間的傳輸實現(xiàn)零等待。
圖3：ST公司的STM32家族性能一覽 除了ST公司，飛思卡爾也計劃采用ARM Cortex-M7內(nèi)核，加強其Kinetis MCU系列產(chǎn)品。Cortex-M7的賬面性能很好很強大，下面就看它的實際市場表現(xiàn)了。 |
