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如果您現(xiàn)在的設(shè)計(jì)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(jì)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(huì)上市了。 9月25日，ARM嵌入式市場(chǎng)營銷副總裁Richard York、ST公司大中華與南亞區(qū)微控制器市場(chǎng)及應(yīng)用總監(jiān)James Wiart、ST公司微控制器市場(chǎng)總監(jiān)Daniel Colonna、ST公司中國區(qū)微控制器市場(chǎng)部高級(jí)經(jīng)理曹錦東和ARM中國區(qū)嵌入式市場(chǎng)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(duì)自家的產(chǎn)品進(jìn)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(diǎn)和亮點(diǎn)。 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(qiáng)的，性能介于Cortex-M與Cortx-A系列產(chǎn)品之間，擴(kuò)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(yùn)算能力。Cortex-M7的性能可達(dá)5 CoreMark/MHz，采用6級(jí)超標(biāo)量流水線，在40LP工藝制程與400MHz頻率下的性能測(cè)試可達(dá)2000個(gè)CoreMark。Cortex-M7目標(biāo)應(yīng)用涵蓋馬達(dá)控制、工業(yè)自動(dòng)化、先進(jìn)語音、圖像處理、汽車聯(lián)網(wǎng)及互聯(lián)網(wǎng)等對(duì)對(duì)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(yùn)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(cè)的6級(jí)超標(biāo)量流水線，這樣可以同時(shí)支持單精度和雙精度浮點(diǎn)單元，快速提供計(jì)算性能。其次，Cortex-M家族一定會(huì)兼顧實(shí)時(shí)性和快速的終端響應(yīng)。與Cortex-M3、M4一樣，Cortex-M7也支持12個(gè)周期的中斷延遲。 關(guān)于Cortex-M7內(nèi)核的DSP特征，YORK強(qiáng)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(qiáng)力推廣者，同時(shí)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(jí)廠商，尤其是在中國市場(chǎng)：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(gè)全功能Cortex-M7內(nèi)核的MCU�；赟T的90nm嵌入式閃存平臺(tái)，主頻為200MHz的STM32 F7的性能已經(jīng)達(dá)到1000個(gè)CoreMark，而該公司的F4系列的性能為608個(gè)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?yàn)樗粌H擁有Cortex-M7內(nèi)核，同時(shí)還配置了更多智能化的外設(shè)和總線。為了進(jìn)一步充分發(fā)揮STM32 F7內(nèi)核的至高性能，ST在三個(gè)方面對(duì)系統(tǒng)架構(gòu)做了充分的設(shè)計(jì)和處理：第一，有閃存加速器；CPU支持一級(jí)高速緩存，實(shí)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(jì)的DMA，可以使數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和指令輸送實(shí)現(xiàn)零等待。最后，在存儲(chǔ)器方面做了更多的改進(jìn)和提升。ST設(shè)計(jì)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(chǔ)器之間的傳輸實(shí)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(jì)劃采用ARM Cortex-M7內(nèi)核，加強(qiáng)其Kinetis MCU系列產(chǎn)品。Cortex-M7的賬面性能很好很強(qiáng)大，下面就看它的實(shí)際市場(chǎng)表現(xiàn)了。 |
