ARM Cortex-M7问世

2014-10-24

在嵌入式设备当中,随着对各种各样可连接性和工业控制应用需求的发展,越来越多的处理器对于性能提出更高要求。尤其是在高端MCU、工业控制、传感器中枢、物联网以及汽车电子,这些非常追逐高性能计算的市场。智能硬件的发展势不可挡,很多连网的智能嵌入式设备要求处理器提供更多的本地化处理功能,这对CPU的性能要求更高;此外,更多显示、人机交互的语言识别需求也要求更高的CPU处理性能。  


顺应这两大趋势,2014年9月24日,ARM宣布推出最新的32位Cortex-M处理器Cortex-M7,这款处理器相较于目前性能最高的ARM架构微控制器,可大幅提升两倍的运算及数字信号处理性能。


Cortex-M7目标定位于Cortex-M系列最高性能的CPU内核,针对诸如智能控制系统的高端嵌入式应用,包括马达控制、工业自动化、先进语音功能、图像处理、各类连网交通工具应用以及物联网相关应用。 


相较于目前性能最高的ARM架构微控制器,Cortex-M7可提升两倍的运算及数字信号处理性能,其性能测试结果高达5CoreMark/MHz,能够更快速地处理音频、影像数据及语音识别。Cortex-M7提供用于C语言的程序模型,且与现有Cortex-M系列产品二进制兼容。凭借完整的生态系统与软件兼容性,现有Cortex-M内核能够轻松迁移至Cortex-M7,设计人员可以重复利用各种程序代码,降低研发及维护等成本。


Cortex-M7如何实现高性能?首先是采用分支预测的6级超标量流水线,因此可同时支持单精度和双精度浮点单元;二是支持64位的AXI AMBA4互联,可为高效内存操作提供I-cache与D-cache;三是兼顾实时性、快速的相应能力,支持12个周期的终端延迟。 

值得一提的是,Cortex-M7在DSP性能方面进行了大幅优化,甚至比热门的DSP产品更具竞争力。Cortex-M7主要的DSP特征包括:读取、内存与MAC的平行操作;支持SIMD与单周期MAC;单精度与双精度浮点单元;最小循环开销(分支预测/BTAC);以及优化的DSP库。Richard YORK透露,ARM在规划Cortex-M7时,就希望能在某些应用领域用高端MCU取代DSP。Cortex-M7内核除了提供DSP的硬件部分,还配套DSP的软件服务,ARM Keil工具链帮助实现支持Cortex-M7的编制和调试,同时ARM软件界面也支持底层标准算法和接口,包括DSP优化算法。

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