用于高性能數字信號控制的Cortex-M4處理器
2010-02-23 14:19:19 本站原創 Cortex-M4處理器完美融合了高效的信號處理能力以及Cortex-M 系列處理器諸多無可比擬的優勢,包括低功耗、低成本和易于使用,旨在滿足那些新興的、靈活多變的解決方案的需求。這些解決方案的目標應用包括電機控制、汽車電子、
Cortex-M4處理器具有一個單時鐘周期乘法累加(MAC)單元、優化的單指令多數據(SIMD)指令、飽和運算指令和一個可選的單精度浮點運算單元(FPU)。這些數字信號處理功能基于一系列ARM Cortex-M系列處理器所采用的創新技術,包括:高性能32位內核,可達1.25DMIPS/MHz;Thumb-2指令集,提供最佳的代碼密度;和一個嵌套向量中斷控制器,能完成出色的中斷處理。此外,該處理器還提供了一個可選的內存保護單元(MPU),提供低成本的調試/追蹤功能和集成的休眠狀態,以增加靈活性。嵌入式開發者將得以快速設計并推出令人矚目的終端產品,具備最多的功能以及最低的功耗和尺寸。
為基于
ARM物理IP系列能為Cortex-M4處理器提供最廣泛的代工廠和技術支持,以完成物理實現。這包括針對臺積電 CE018FG (180nm ULL)工藝提供的Cortex-M低功耗優化包,專門滿足需要進行超低功耗實現的合作伙伴所需。
針對那些定位于高性能MCU器件的合作伙伴,ARM同樣提供在領先的代工廠工藝上的物理IP解決方案。為實現下一代MCU器件所提出的150MHz目標頻率,ARM針對65nm GLOBALFOUNDRIES 65LPe工藝的物理IP能夠僅以65000門和低于40µW/MHz的動態功耗完成Cortex-M4處理器的標準實現。如果添入FPU,也僅需增加25000門電路,從而能夠以業界領先的尺寸完成該處理器的高性能實現。
Keil MDK-ARM(微控制器開發套件)為Cortex-M4提供了強大的開發工具支持,該開發套件中包括了業內標準的ARM編譯器,并提供對SIMD 和 FPU的擴展支持。此外,MDK-ARM中還包括了Cortex-M4處理器指令的完整仿真的µVision4,以及具有先進追蹤功能的目標調試功能。
此外,Cortex-M4處理器還得到了來自ARM Connected Community成員提供的開發工具、調試器和實時
Cortex微控制器軟件接口標準(CMSIS)
Cortex-M4處理器得到Cortex微控制器軟件接口標準(CMSIS)的完全支持。CMSIS是獨立于供應商的Cortex-M處理器系列硬件抽象層,為外設和實時操作系統提供了一致的、簡單的軟件接口。
ARM目前正在對CMSIS進行擴展,將加入支持Cortex-M4擴展指令集的 C編譯器;同時,ARM也在開發一個優化庫,方便MCU用戶開發信號處理程序。該優化庫將包含數字濾波算法和其他基本功能,例如數學計算、三角計算和控制功能。數字濾波算法也將可以與濾波器設計工具和設計工具包(例如MATLAB和LabVIEW)配套使用。
此外,ARM還開發了一系列Cortex-M4硬件和軟件培訓課程,以保證授權者能有效地將Cortex-M4處理器融入其設計,并以最低的市場風險和最短的上市時間實現最優的系統性能。
Cortex-M4處理器已被五家領先的MCU半導體公司授權獲得,其中包括恩智浦、意法半導體和德州儀器。
恩智浦半導體微控制器產品線總經理Geoff Lees表示:“在我們的ARM Cortex-M產品線中加入ARM Cortex-M4處理器,是對我們原有的基于Cortex-M3和Cortex-M0處理器的產品系列的一個補充,將使我