ARM Cortex-M7劍指DSP，ST一馬當先
發布時間：2014-10-10 17:20
發布者：eechina
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如果您現在的設計中即包含MCU，又包含DSP，那么也許您可以考慮簡化您的設計了。ARM公司新近推出的ARM Cortex-M7架構據稱可以取代絕大多數分立的DSP，而意法半導體公司（ST）基于M7內核的STM32 F7微控制器不久就會上市了。 9月25日，ARM嵌入式市場營銷副總裁Richard York、ST公司大中華與南亞區微控制器市場及應用總監James Wiart、ST公司微控制器市場總監Daniel Colonna、ST公司中國區微控制器市場部高級經理曹錦東和ARM中國區嵌入式市場營銷經理耿立鋒齊聚北京，向媒體介紹了ARM Cortex-M7內核和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品。兩家公司之前發布的官方新聞稿已經對自家的產品進行了介紹（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），這里分析一下新產品的要點和亮點。 ARM公司的Cortex系列產品包括小尺寸的M0、超低功耗的M0+、主流的M3和帶有DSP的M4。此次發布的Cortex-M7是該系列中性能最強的，性能介于Cortex-M與Cortx-A系列產品之間，擴大了ARM MCU的應用范圍。 Cortex-M7的性能提升主要表現在DSP性能的提升。York 先生介紹說，Cortex-M家族的控制性能已經相當出色，Cortex-M7重在大幅提升器件的運算能力。Cortex-M7的性能可達5 CoreMark/MHz，采用6級超標量流水線，在40LP工藝制程與400MHz頻率下的性能測試可達2000個CoreMark。Cortex-M7目標應用涵蓋馬達控制、工業自動化、先進語音、圖像處理、汽車聯網及互聯網等對對性能要求極高的應用，而這些領域正是DSP的用武之地。ARM的Cortex-M4 MCU已經具備DSP能力，但ARM認為這還不夠。相比Cortex-M4，Cortex-M7的DSP性能高出一倍，據稱可以替代大多數DSP，除了那些需要極度繁重運算工作的應用。 
圖1：ARM Cortex-M家族產品
圖2：ARM Cortex-M7內核框圖 YORK先生說，Cortex-M7之所以能夠實現高性能，原因有二。首先，它采用分支預測的6級超標量流水線，這樣可以同時支持單精度和雙精度浮點單元，快速提供計算性能。其次，Cortex-M家族一定會兼顧實時性和快速的終端響應。與Cortex-M3、M4一樣，Cortex-M7也支持12個周期的中斷延遲。 關于Cortex-M7內核的DSP特征，YORK強調說，除了DSP硬件部分，ARM還有很多DSP的軟件服務，以及第三方開發工具，幫助用戶縮短上市周期：用戶可以把更多精力放在創新應用上，而不是反復做一些底層算法優化。 意法半導體（ST）既是ARM Cortex-M系列的強力推廣者，同時也是最大受益者。ST基于ARM Cortex-M內核的STM32系列MCU幫助該公司成為了MCU的重量級廠商，尤其是在中國市場：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內核的七大產品系列。 ST公司的STM32 F7系列將是業界首個全功能Cortex-M7內核的MCU�；赟T的90nm嵌入式閃存平臺，主頻為200MHz的STM32 F7的性能已經達到1000個CoreMark，而該公司的F4系列的性能為608個CoreMark。F7系列首款產品樣片已經準備就緒，采用TFBGA216封裝。 Colonna先生稱，ST的STM32 F7是最智能、最聰明STM32產品，因為它不僅擁有Cortex-M7內核，同時還配置了更多智能化的外設和總線。為了進一步充分發揮STM32 F7內核的至高性能，ST在三個方面對系統架構做了充分的設計和處理：第一，有閃存加速器；CPU支持一級高速緩存，實現零等待執行程序。第二，采用64位AXI總線矩陣架構，加上特別設計的DMA，可以使數據存儲和指令輸送實現零等待。最后，在存儲器方面做了更多的改進和提升。ST設計了靈活的SRAM分配架構以滿足不同的應用。多種DMA讓數據和指令在CPU和存儲器之間的傳輸實現零等待。
圖3：ST公司的STM32家族性能一覽 除了ST公司，飛思卡爾也計劃采用ARM Cortex-M7內核，加強其Kinetis MCU系列產品。Cortex-M7的賬面性能很好很強大，下面就看它的實際市場表現了。 |
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