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標簽 > Cortex-M4
ARMCortex?-M4處理器是由ARM專門開發的最新嵌入式處理器，在M3的基礎上強化了運算能力，新加了浮點、DSP、并行計算等，用以滿足需要有效且易于使用的控制和信號處理功能混合的數字信號控制市場。本文詳細介紹Cortex-M4 性能, cortex m4 中文手冊,cortex m4未來市場潛力。
ARMCortex™-M4處理器是由ARM專門開發的最新嵌入式處理器，在M3的基礎上強化了運算能力，新加了浮點、DSP、并行計算等，用以滿足需要有效且易于使用的控制和信號處理功能混合的數字信號控制市場。其高效的信號處理功能與Cortex-M處理器系列的低功耗、低成本和易于使用的優點的組合，旨在滿足專門面向電動機控制、汽車、電源管理、嵌入式音頻和工業自動化市場的新興類別的靈活解決方案。
ARMCortex™-M4處理器是由ARM專門開發的最新嵌入式處理器，在M3的基礎上強化了運算能力，新加了浮點、DSP、并行計算等，用以滿足需要有效且易于使用的控制和信號處理功能混合的數字信號控制市場。其高效的信號處理功能與Cortex-M處理器系列的低功耗、低成本和易于使用的優點的組合，旨在滿足專門面向電動機控制、汽車、電源管理、嵌入式音頻和工業自動化市場的新興類別的靈活解決方案。
信號控制
Cortex-M4提供了無可比擬的功能，以將［1］ 32位控制與領先的數字信號處理技術集成來滿足需要很高能效級別的市場。Cortex-M4處理器采用一個擴展的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單元（FPU）。這些功能以表現ARMCortex-M系列處理器特征的創新技術為基礎。包括：
a）RISC處理器內核：高性能32位CPU、具有確定性的運算、低延遲3階段管道，可達1.25DMIPS/MHz；
b）Thumb-2®指令集：16/32位指令的最佳混合、小于8位設備3倍的代碼大小、對性能沒有負面影響。提供最佳的代碼密度；
c）低功耗模式：集成的睡眠狀態支持、多電源域、基于架構的軟件控制；
d）嵌套矢量中斷控制器（NVIC）：低延遲、低抖動中斷響應、不需要匯編編程、以純C語言編寫的中斷服務例程。能完成出色的中斷處理；
e）工具和RTOS支持：廣泛的第三方工具支持、Cortex微控制器軟件接口標準（CMSIS）、最大限度地增加軟件成果重用。
f）CoreSight調試和跟蹤：JTAG或2針串行線調試（SWD）連接、支持多處理器、支持實時跟蹤。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。
ARM7 ARM9 ARM Cortex M3 M4 有什么區別
一般情況下ARM7 Cortex-M3 Cortex-M4可以認為是一類，M3和M4都是針對微控制器（單片機）設計的，一般運行嵌入式操作系統或者不帶操作系統。而ARM7更多時候也是作為單片機，比如一些藍牙芯片是ARM7的。Cortex-M3和M4相比，M4有浮點數運算單元和SIMD指令（DSP）（可以加快一些數學運算的速度），都有功能較強的中斷控制器。ARM7架構較老，運算性能和中斷性能較差，基本上可以被Cortex-M3和M4完全替代。ARM9一般看到的是應用級處理器，運行Linux或者OpenWRT之類的操作系統。ARM9一般主頻會比較高，所以處理速度比大部分微控制器快。ARM9開發相對更加復雜，不過可以用linux下的驅動模塊。
這些都是處理器的IP核，可以大致相當于CPU的架構。不同廠家用同一款IP核做出來的芯片可能差別很大。具體要看各個廠家的數據手冊，整體上性能ARM9》Cortex-M4》Cortex-M3》ARM7。
ARM Cortex-M4內核MCU的優勢在哪里
去年2月，ARM公司發布Cortex-M4處理器。關于Cortex-M4與Cortex-M3的區別，ST公司梁平先生說得很直白：M4不是用來取代M3的，它只是多了浮點運算功能。如果你不需要浮點DSP，M3就足夠了。梁平說，Cortex-M4的DSP性能比16位DSP芯片要好，但不及32位DSP芯片。Cortex-M4微控制器的目標應用包括電機控制、汽車電子、電源管理、嵌入式音頻以及工業自動化。
ST：我們的F4系列最快
上月參加北京媒體見面會的有ST微控制器全球市場部總監Daniel Colonna先生、大中國暨南亞地區微控制器與微處理器應用部高級經理梁平先生和北中國區市場部經理曹錦東先生。ST宣稱，他們基于Cortex-M4內核的STM32 F4系列微控制器是全球性能最強的Cortex-M微控制器。歸功于強大的ART實時加速器，STM32 F4的處理能力遠勝于競爭產品，如下圖所示。
筆者認為，ST的主要競爭優勢在于其STM32產品的深入人心。STM32是非常成功的ARM Cortex-M3微控制器。至2011年一季度，STM32占Cortex-M內核產品出貨量的45%，產品認知度非常高。F4系列的加入為ST公司的客戶提供了更多的選擇，鞏固力量ST在Cortex-M產品方面的領先地位。
ST的F4系列采用自主的90nm工藝制作。在100MHz工作頻率下，F4的運行電流小于20mA（工作電壓1.2V）。
TI：我們的Stellaris最合適
TI此次推出的Stellaris Cortex-M4F微控制器的工作頻率是80MHz。該公司Stellaris微控制器業務部總經理Jean Anne Booth稱，80MHz是最好的性能、功耗價格平衡點。如果客戶需要性能更高的產品，TI有其他的產品線可供選擇。TI公司產品線及其寬廣，提供從不到1美元的Stellaris到超過1GHz的A8、A9產品。這樣看來，TI的確沒有必要刻意追求Cortex-M4微處理器的極致性能。
Booth女士稱，TI的Cortex-M4F微控制器的優勢有以下幾點。首先是高性能模擬集成。它具備兩個1 MSPS 12 位ADC，且無需硬件平均，另外具備三個模擬比較器。其次，連接功能豐富。其外設包括8個UART、6個I2C、4個SPI、2個CAN和1個USB OTG。最后，歸功于TI先進的65nm工藝，Stellaris MCU的功耗很低。M4F待機電流低可至1.6 μA，運行RTC 模式低至1.7 μA，喚醒時間不高于500μs。產品的框圖如下所示。
兩家公司都為新產品提供豐富的工具和軟件支持。值得一提的是，ST公司的STM32F4DISCOVERY體驗套件售價僅14.9美元，非常適合小公司和個人用戶用于快速產品評估和樣機制作。
STM32 F4系列打開了通向數字信號控制器（DSC）市場的大門，可以應用在需要一定運算的場合，如醫療服務、銷售終端設備（POS）、建筑安全系統、工廠自動化、家庭娛樂、太陽能面板、測試與計量等，可以直接取代一些定點DSP。STM32 F4與前幾個系列的引腳和軟件兼容，為客戶產品升級提供了方便。
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