ARMCortex系列概述与介绍

1.Cortex-M

ARM Cortex-M处理器是为存储器和处理器的尺寸对产品成本影响极大的各种应用专门开发设计的。它整合了多种技术，减少了使用内存，并在极小的RISC内核上提供低功耗和高性能，可实现由以往的代码向32位微控制器的快速移植。ARM Cortex-M0处理器是目前市面上尺寸最小、功耗最低的ARM处理器，相对于过去的设计大大减小了芯片面积，可减小装置的体积或采用更低成本的工艺进行生产。该处理能耗非常低、门数量少、代码占用空间小，使得MCU开发人员能够以8位处理器的价位，获得32位处理器的性能。超低门数还使其能够用于模拟信号设备和混合信号设备及MCU应用中，可望明显节约系统成本，同时保留功能强大的Cortex-M处理器的工具和二进制兼容能力。ARM Cortex M3仅33000门的内核性能可达1.2DMIPS/MHz，采用ARMv7（Cortex）架构，在ARMv4（ARM7）架构基础上拓展了36条新指令，该处理器执行Thumb-2指令集以获得最佳性能和代码大小，包括硬件除法、单周期乘法和位字段操作。Cortex-M3 NVIC在设计时是高度可配置的，最多可提供240个具有单独优先级、动态重设优先级功能和集成系统时钟的系统中断。

2.Cortex-R

Cortex-R系列主要应用于实时性（Real Time）要求较高的场合。Cortex-R4处理器是第一个基于ARMv7-R体系结构的深层嵌入式实时处理器。它专用于大容量深层嵌入式片上系统应用，如硬盘驱动器控制器、无线基带处理器、消费性产品和汽车系统的电子控制单元。

Cortex-R4提供的性能、实时响应性大大高于同类中的其他处理器，它提供的功能也远远多于同类中的其他处理器。此处理器为ASIC、ASSP和MCU嵌入式应用提供出色的能效和成本效益。并且，可以在合成时配置Cortex-R4处理器以优化其功能集以便精确匹配应用需求。

一般来说Cortex-R实时处理器在这些应用中的基本特征如下：

1）快速——以高时钟频率获得高处理性能。

2）确定性——处理在所有场合都必须符合硬实时限制。

3）安全——系统必须可靠且可信，某些系统将是安全关键系统。

4）成本效益——在处理器及其内存系统中都具有竞争力的成本和能耗。

Cortex-R处理器通过对事件和中断做出快速且具有确定性的响应来支持实时系统。中断接口和外部中断控制器的选择允许SoC设计者在响应时间和中断数、中断屏蔽和优先化等功能之间进行优化。可能延迟中断响应超过几个周期的任何指令都可以被停止并重新启动。Cortex-R处理器还有一个与本地RAM或闪存的紧密耦合内存（TCM）接口，该本地RAM或闪存可以安排为保存始终可立即用于处理的指令和数据，TCM可用于保存中断服务例程或其他时间关键事件的代码。可使用DMA通过专用AXI从属设备总线接口将快速数据读入TCM或从TCM中读出。这些功能使系统可以对实时事件做出快速且具有确定性的响应。

3.Cortex-A(www.xing528.com)

Cortex-A处理器适用于具有高计算要求、运行丰富操作系统以及提供交互媒体和图形体验的应用领域，从最新技术的移动互联网设备（如手机和超便携的上网本或智能本）到汽车信息娱乐系统和下一代数字电视系统。Cortex-A处理器特点如下：

（1）高性能

Cortex-A设备可为其目标应用领域提供各种可伸缩的能效性特点，示例如下：

Cortex-A15可为新一代移动基础结构应用和要求苛刻的无线基础结构应用提供性能最高的解决方案，处理器可运行在2.5GHz。

Cortex-A9可提供800MHz～2GHz的标准频率，每个内核可提供5000 DMIPS的性能。

Cortex-A8单核解决方案，可提供经济有效的高性能，在600MHz～1GHz的频率下，提供的性能超过2000DMIPS。

Cortex-A5低成本实现，在400～800MHz的频率下，提供的性能超过1200 DMIPS。

（2）多核技术

Cortex-A5、Cortex-A9和Cortex-A15处理器都支持ARM的第二代多核技术。单核到四核实现，支持面向性能的应用领域；支持对称和非对称的操作系统实现；通过加速器一致性端口（ACP）在导出到系统的整个处理器中保持一致性。

（3）高级扩展

除了具有与上一代经典ARM和Thumb体系结构的二进制兼容性外，Cortex-A类处理器还通过以下技术扩展提供了更多优势，包括Thumb-2，提供最佳代码大小和性能；TrustZone安全扩展，提供可信计算；Jazelle技术，提高执行环境（如Java、.Net、MSIL、Python和Perl）速度。