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物联网的发展将激发嵌入式处理器的性能提升

(文章滥觞:OFweek电子工程网)

迅速生长的物联网、智能硬件、可穿着式设备以及工业和汽车电子领域对微节制器(MCU)机能和功耗的要求日趋苛刻,犹如智妙手机处置惩罚器的机能大年夜战一样,嵌入式处置惩罚器产品也正在经历属于自己的机能提升大年夜战。意法半导体(ST)近日就发布推出业界首款基于ARM最新Cortex-M7内核的STM32F7系列微节制器,其机能远超ST之前的32位STM32F4微节制器,用户经由过程无缝进级路径可将处置惩罚机能和DSP机能前进一倍。

不停以来,ARMCortex-M架构处置惩罚器都是嵌入式领域的核心产品。数据显示,截止今朝,该系列的芯片出货量已经达到了80亿颗、涉及器件种类3000种以上。2013年,基于Cortex-M架构的嵌入式处置惩罚器的出货总量达到了29亿,2014年上半年的总出货量更是达到了17亿,跨越175家来自举世的相助伙伴得到了Cortex-M授权。

作为Cortex-M系列最高机能的CPU内核,Cortex-M7目标定位于诸如智能节制系统的高端嵌入式利用,包括马达节制、工业自动化、先辈语音功能、图像处置惩罚、种种联网交通对象利用以及物联网相关利用。除ST外,首批得到Cortex-M7处置惩罚器授权的厂商还包括Atmel与飞思卡尔(Freescale)。

之以是推出Cortex-M7内核,ARM嵌入式市场营销副总裁RichardYork解释说,智能硬件的成长势弗成挡,很多连网的智能嵌入式设备要求处置惩罚器供给更多的本地化处置惩罚功能,这对CPU的机能提出了更高要求。与此同时,更多显示、人机交互的说话识别需求也要求更高的CPU处置惩罚机能,这成为ARM设计M7内核的源动力所在。

ARM给出的数据显示,相较于今朝机能最高的ARM架构微节制器,Cortex-M7可提升两倍的运算及数字旌旗灯号处置惩罚机能,其机能测试结果最高达5CoreMark/MHz,能够更快速地处置惩罚音频、影像数据及语音识别。而以下三点,则被RichardYork视作确保M7内核实现高机能的关键所在:首先,M7内核采纳分支猜测的6级超标量流水线,可同时支持单精度和双精度浮点单元;其次,支持64位AXIAMBA4互联,可为高效内存操作供给I-cache与D-cache;着末,则是兼顾实时性、快速的响应能力,支持12个周期的中断延迟。

对DSP机能方面进行大年夜幅优化,使之比热门的DSP产品更具竞争力,是此番ARM付与Cortex-M7内核的紧张卖点之一。York说:“在最初筹划Cortex-M7时,ARM就盼望能在某些利用领域采纳高端MCU取代DSP。为此,我们不只供给DSP的硬件部分,还包括配套的DSP软件办事。同时,ARMKeil对象链可赞助实现支持Cortex-M7的体例和调试,ARM软件界面也支持底层标准算法和接口,包括DSP优化算法。”

ST微节制器市场总监DanielColonna将STM32F7称之为“ST有史以来最智慧、最智能的微节制器”,不仅由于它有Cortex-M7内核,关键之处在于同时为该内核设置设置设备摆设摆设了更多智能化的外设和总线。“对一颗MCU芯片来说,内核相称紧张,但这不是整个。要想把内核机能发挥到极致,必要从系统架构层面做立异的设计。”

详细而言,STM32F7采纳两个自力机制取得零等待履行机能,包括内部闪存采纳STARTAccelerator访存加速技巧,为外部存储器(或内部存储器)供给一级高速缓存;矩阵方面则应用了64位AXI和先辈高机能总线矩阵(Multi-AHB,AdvancedHigh-performanceBus),加上分外设计的双通用直接访存(DMA)节制器,可以使数据存储和指令运送实现零等待;此外,ST在存储方面做了更多的改进和提升,专门设计了机动的大年夜容量散播式架构SRAM以满意不合的利用需求。

只管STM32F7的DSP机能是STM32F4系列的2倍多,但其能耗并未就义。新系列运行模式和低功耗模式(竣事、待机和VBAT)的功耗与STM32F4保在同一水平线上:事情模式能效为7CoreMarks/mW;在低功耗模式下,当高低文和SRAM内容全都保存时,范例功耗最低120μA,范例待机功耗为1.7μA,VBAT模式范例功耗为0.1μA。

STM32F7系列采纳ST的90nm嵌入式非易掉性存储器CMOS制造工艺,这一工艺是STM32F4产品于2011年宣布至今Cortex-M微节制器领域机能最高的制造技巧,而据走漏,ST的目标是推出400MHz,同样基于Cortex-M7架构,机能达到2000CoreMark的微处置惩罚器产品。

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