ARM Cortex-M7剑指DSP,ST一马当先

发布时间:2014-10-10 17:20    发布者:eechina
关键词: STM32 , Cortex-M7 , DSP
如果您现在的设计中即包含MCU,又包含DSP,那么也许您可以考虑简化您的设计了。ARM公司新近推出的ARM Cortex-M7架构据称可以取代绝大多数分立的DSP,而意法半导体公司(ST)基于M7内核的STM32 F7微控制器不久就会上市了。

9月25日,ARM嵌入式市场营销副总裁Richard York、ST公司大中华与南亚区微控制器市场及应用总监James Wiart、ST公司微控制器市场总监Daniel Colonna、ST公司中国区微控制器市场部高级经理曹锦东和ARM中国区嵌入式市场营销经理耿立锋齐聚北京,向媒体介绍了ARM Cortex-M7内核和STM32 F7微控制器。

显然Cortex-M7和STM32 F7是ARM和ST两家公司今年的重磅产品。两家公司之前发布的官方新闻稿已经对自家的产品进行了介绍(参见ARM推出高性能Cortex-M7处理器ST推出世界首款基于 ARM Cortex-M7 的STM32 F7 系列MCU),这里分析一下新产品的要点和亮点。

ARM公司的Cortex系列产品包括小尺寸的M0、超低功耗的M0+、主流的M3和带有DSP的M4。此次发布的Cortex-M7是该系列中性能最强的,性能介于Cortex-M与Cortx-A系列产品之间,扩大了ARM MCU的应用范围。

Cortex-M7的性能提升主要表现在DSP性能的提升。York 先生介绍说,Cortex-M家族的控制性能已经相当出色,Cortex-M7重在大幅提升器件的运算能力。Cortex-M7的性能可达5 CoreMark/MHz,采用6级超标量流水线,在40LP工艺制程与400MHz频率下的性能测试可达2000个CoreMark。Cortex-M7目标应用涵盖马达控制、工业自动化、先进语音、图像处理、汽车联网及互联网等对对性能要求极高的应用,而这些领域正是DSP的用武之地。ARM的Cortex-M4 MCU已经具备DSP能力,但ARM认为这还不够。相比Cortex-M4,Cortex-M7的DSP性能高出一倍,据称可以替代大多数DSP,除了那些需要极度繁重运算工作的应用。

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图1:ARM Cortex-M家族产品

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图2:ARM Cortex-M7内核框图

YORK先生说,Cortex-M7之所以能够实现高性能,原因有二。首先,它采用分支预测的6级超标量流水线,这样可以同时支持单精度和双精度浮点单元,快速提供计算性能。其次,Cortex-M家族一定会兼顾实时性和快速的终端响应。与Cortex-M3、M4一样,Cortex-M7也支持12个周期的中断延迟。

关于Cortex-M7内核的DSP特征,YORK强调说,除了DSP硬件部分,ARM还有很多DSP的软件服务,以及第三方开发工具,帮助用户缩短上市周期:用户可以把更多精力放在创新应用上,而不是反复做一些底层算法优化。

意法半导体(ST)既是ARM Cortex-M系列的强力推广者,同时也是最大受益者。ST基于ARM Cortex-M内核的STM32系列MCU帮助该公司成为了MCU的重量级厂商,尤其是在中国市场:从2005年的排名第12跃升至2013年的第四。目前STM32拥有基于Cortex-M0、M0+、M3和M4内核的七大产品系列。

ST公司的STM32 F7系列将是业界首个全功能Cortex-M7内核的MCU。基于ST的90nm嵌入式闪存平台,主频为200MHz的STM32 F7的性能已经达到1000个CoreMark,而该公司的F4系列的性能为608个CoreMark。F7系列首款产品样片已经准备就绪,采用TFBGA216封装。

Colonna先生称,ST的STM32 F7是最智能、最聪明STM32产品,因为它不仅拥有Cortex-M7内核,同时还配置了更多智能化的外设和总线。为了进一步充分发挥STM32 F7内核的至高性能,ST在三个方面对系统架构做了充分的设计和处理:第一,有闪存加速器;CPU支持一级高速缓存,实现零等待执行程序。第二,采用64位AXI总线矩阵架构,加上特别设计的DMA,可以使数据存储和指令输送实现零等待。最后,在存储器方面做了更多的改进和提升。ST设计了灵活的SRAM分配架构以满足不同的应用。多种DMA让数据和指令在CPU和存储器之间的传输实现零等待。

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图3:ST公司的STM32家族性能一览

除了ST公司,飞思卡尔也计划采用ARM Cortex-M7内核,加强其Kinetis MCU系列产品。Cortex-M7的账面性能很好很强大,下面就看它的实际市场表现了。
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532902675 发表于 2014-10-12 08:14:23
看样ST又会成为M7的领头者了
zhaowliang 发表于 2014-12-12 15:16:31
那是相当的期待
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