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ARMCortex™-M4处理器是由ARM专门开发的最新嵌入式处理器，在M3的基础上强化了运算能力，新加了浮点、DSP、并行计算等，用以满足需要有效且易于使用的控制和信号处理功能混合的数字信号控制市场。本文详细介绍Cortex-M4 性能, cortex m4 中文手册,cortex m4未来市场潜力。
ARMCortex™-M4处理器是由ARM专门开发的最新嵌入式处理器，在M3的基础上强化了运算能力，新加了浮点、DSP、并行计算等，用以满足需要有效且易于使用的控制和信号处理功能混合的数字信号控制市场。其高效的信号处理功能与Cortex-M处理器系列的低功耗、低成本和易于使用的优点的组合，旨在满足专门面向电动机控制、汽车、电源管理、嵌入式音频和工业自动化市场的新兴类别的灵活解决方案。
ARMCortex™-M4处理器是由ARM专门开发的最新嵌入式处理器，在M3的基础上强化了运算能力，新加了浮点、DSP、并行计算等，用以满足需要有效且易于使用的控制和信号处理功能混合的数字信号控制市场。其高效的信号处理功能与Cortex-M处理器系列的低功耗、低成本和易于使用的优点的组合，旨在满足专门面向电动机控制、汽车、电源管理、嵌入式音频和工业自动化市场的新兴类别的灵活解决方案。
信号控制
Cortex-M4提供了无可比拟的功能，以将［1］ 32位控制与领先的数字信号处理威廉希尔官方网站 集成来满足需要很高能效级别的市场。Cortex-M4处理器采用一个扩展的单时钟周期乘法累加（MAC）单元、优化的单指令多数据（SIMD）指令、饱和运算指令和一个可选的单精度浮点单元（FPU）。这些功能以表现ARMCortex-M系列处理器特征的创新威廉希尔官方网站 为基础。包括：
a）RISC处理器内核：高性能32位CPU、具有确定性的运算、低延迟3阶段管道，可达1.25DMIPS/MHz；
b）Thumb-2®指令集：16/32位指令的最佳混合、小于8位设备3倍的代码大小、对性能没有负面影响。提供最佳的代码密度；
c）低功耗模式：集成的睡眠状态支持、多电源域、基于架构的软件控制；
d）嵌套矢量中断控制器（NVIC）：低延迟、低抖动中断响应、不需要汇编编程、以纯C语言编写的中断服务例程。能完成出色的中断处理；
e）工具和RTOS支持：广泛的第三方工具支持、Cortex微控制器软件接口标准（CMSIS）、最大限度地增加软件成果重用。
f）CoreSight调试和跟踪：JTAG或2针串行线调试（SWD）连接、支持多处理器、支持实时跟踪。此外，该处理器还提供了一个可选的内存保护单元（MPU），提供低成本的调试/追踪功能和集成的休眠状态，以增加灵活性。嵌入式开发者将得以快速设计并推出令人瞩目的终端产品，具备最多的功能以及最低的功耗和尺寸。
ARM7 ARM9 ARM Cortex M3 M4 有什么区别
一般情况下ARM7 Cortex-M3 Cortex-M4可以认为是一类，M3和M4都是针对微控制器（单片机）设计的，一般运行嵌入式操作系统或者不带操作系统。而ARM7更多时候也是作为单片机，比如一些蓝牙芯片是ARM7的。Cortex-M3和M4相比，M4有浮点数运算单元和SIMD指令（DSP）（可以加快一些数学运算的速度），都有功能较强的中断控制器。ARM7架构较老，运算性能和中断性能较差，基本上可以被Cortex-M3和M4完全替代。ARM9一般看到的是应用级处理器，运行Linux或者OpenWRT之类的操作系统。ARM9一般主频会比较高，所以处理速度比大部分微控制器快。ARM9开发相对更加复杂，不过可以用linux下的驱动模块。
这些都是处理器的IP核，可以大致相当于CPU的架构。不同厂家用同一款IP核做出来的芯片可能差别很大。具体要看各个厂家的数据手册，整体上性能ARM9》Cortex-M4》Cortex-M3》ARM7。
ARM Cortex-M4内核MCU的优势在哪里
去年2月，ARM公司发布Cortex-M4处理器。关于Cortex-M4与Cortex-M3的区别，ST公司梁平先生说得很直白：M4不是用来取代M3的，它只是多了浮点运算功能。如果你不需要浮点DSP，M3就足够了。梁平说，Cortex-M4的DSP性能比16位DSP芯片要好，但不及32位DSP芯片。Cortex-M4微控制器的目标应用包括电机控制、汽车电子、电源管理、嵌入式音频以及工业自动化。
ST：我们的F4系列最快
上月参加北京媒体见面会的有ST微控制器全球市场部总监Daniel Colonna先生、大中国暨南亚地区微控制器与微处理器应用部高级经理梁平先生和北中国区市场部经理曹锦东先生。ST宣称，他们基于Cortex-M4内核的STM32 F4系列微控制器是全球性能最强的Cortex-M微控制器。归功于强大的ART实时加速器，STM32 F4的处理能力远胜于竞争产品，如下图所示。
笔者认为，ST的主要竞争优势在于其STM32产品的深入人心。STM32是非常成功的ARM Cortex-M3微控制器。至2011年一季度，STM32占Cortex-M内核产品出货量的45%，产品认知度非常高。F4系列的加入为ST公司的客户提供了更多的选择，巩固力量ST在Cortex-M产品方面的领先地位。
ST的F4系列采用自主的90nm工艺制作。在100MHz工作频率下，F4的运行电流小于20mA（工作电压1.2V）。
TI：我们的Stellaris最合适
TI此次推出的Stellaris Cortex-M4F微控制器的工作频率是80MHz。该公司Stellaris微控制器业务部总经理Jean Anne Booth称，80MHz是最好的性能、功耗价格平衡点。如果客户需要性能更高的产品，TI有其他的产品线可供选择。TI公司产品线及其宽广，提供从不到1美元的Stellaris到超过1GHz的A8、A9产品。这样看来，TI的确没有必要刻意追求Cortex-M4微处理器的极致性能。
Booth女士称，TI的Cortex-M4F微控制器的优势有以下几点。首先是高性能模拟集成。它具备两个1 MSPS 12 位ADC，且无需硬件平均，另外具备三个模拟比较器。其次，连接功能丰富。其外设包括8个UART、6个I2C、4个SPI、2个CAN和1个USB OTG。最后，归功于TI先进的65nm工艺，Stellaris MCU的功耗很低。M4F待机电流低可至1.6 μA，运行RTC 模式低至1.7 μA，唤醒时间不高于500μs。产品的框图如下所示。
两家公司都为新产品提供丰富的工具和软件支持。值得一提的是，ST公司的STM32F4DISCOVERY体验套件售价仅14.9美元，非常适合小公司和个人用户用于快速产品评估和样机制作。
STM32 F4系列打开了通向数字信号控制器（DSC）市场的大门，可以应用在需要一定运算的场合，如医疗服务、销售终端设备（POS）、建筑安全系统、工厂自动化、家庭娱乐、太阳能面板、测试与计量等，可以直接取代一些定点DSP。STM32 F4与前几个系列的引脚和软件兼容，为客户产品升级提供了方便。
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2022-11-18 标签：ARM威廉希尔官方网站 OTGPHY 3936 0
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