ARM發(fā)布用于高性能數(shù)字信號控制的CORTEX-M4處理器

ARM公司近日發(fā)布了創(chuàng)新的Cortex?-M4處理器，為數(shù)字信號控制（DSC）應用提供高效的解決方案。同時，ARM公司也繼續(xù)保持了針對先進的微控制器（MCU）應用的ARM? Cortex-M系列處理器在業(yè)界的領導地位。

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(yōu)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、電源管理、嵌入式音頻以及工業(yè)自動化。

Cortex-M4處理器具有一個單時鐘周期乘法累加（MAC）單元、優(yōu)化的單指令多數(shù)據(jù)（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(shù)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(chuàng)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(tài)，以增加靈活性。嵌入式開發(fā)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DSP技術的市場提供追蹤服務的領先市場調研公司Forward Concepts總裁Will Strauss表示：“嵌入式市場對于信號處理的要求已經從專用處理器轉向了混合微控制器。這些產品能夠提供出色的數(shù)字信號控制，同時又能為有效地進行其它處理操作提供靈活性。ARM的合作伙伴將從引入Cortex-M4處理器中獲益，因為Cortex-M4不僅具備了最佳的數(shù)字信號控制操作所需的所有功能，還結合了深受市場認可的Cortex-M系列處理器的低功耗特點?！?/P>

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(xiàn)。這包括針對臺積電 CE018FG （180nm ULL）工藝提供的Cortex-M低功耗優(yōu)化包，專門滿足需要進行超低功耗實現(xiàn)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(xiàn)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(tài)功耗完成Cortex-M4處理器的標準實現(xiàn)。如果添入FPU，也僅需增加25000門電路，從而能夠以業(yè)界領先的尺寸完成該處理器的高性能實現(xiàn)。

Keil? MDK-ARM（微控制器開發(fā)套件）為Cortex-M4提供了強大的開發(fā)工具支持，該開發(fā)套件中包括了業(yè)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μVision?4，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(fā)工具、調試器和實時操作系統(tǒng)（RTOS）的支持。ARM Connected Community是業(yè)界最大的公司合作聯(lián)盟生態(tài)系統(tǒng)，其成員聯(lián)合起來共同為基于ARM架構的產品提供從設計到制造的完整解決方案。以下將介紹更多細節(jié)。

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(tǒng)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(fā)一個優(yōu)化庫，方便MCU用戶開發(fā)信號處理程序。該優(yōu)化庫將包含數(shù)字濾波算法和其他基本功能，例如數(shù)學計算、三角計算和控制功能。數(shù)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(fā)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(xiàn)最優(yōu)的系統(tǒng)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。