Arm®微控制器内核是一系列嵌入式处理器，可以放置在几乎任何电器内部，以优化安全性、提供实时数据并确保平稳运行。

但是这些基于Arm®的微控制器如何工作？ 那么Arm® Cortex®技术是什么？ 我们将在Arm® Cortex®硬件完整指南中解答您的所有技术问题。

 

Arm® Cortex®技术采用 RISC（精简指令集计算）处理器内核来创建性能更高、代码密度更高的微控制器。 这些芯片的设计易于使用，可以在全球数十亿电子设备和电器中找到。

Arm®技术具有三种不同的架构配置文件和等效处理器：

  • 应用处理器（Cortex-A）：这些设备是支持操作系统（OS）的应用处理器，可以位于需要密集计算的智能手机等设备的核心。该配置文件支持 32 位和 64 位变体，使用 A64、A32 和 T32 指令集。它还可以与使用内存管理单元 (MMU) 的虚拟内存系统架构 (VMSA) 一起运行。
  • 实时处理器（Cortex-R）：此配置文件支持与 A 配置文件相同的执行状态和指令集，但侧重于实时应用程序的高性能。实时应用程序要求函数在指定时间内返回，并且以最小的延迟让用户认为是即时的。一个例子是实时电机控制，其中监控和控制电机速度需要快速测量/响应。这些设备具有更好的容错能力，并且适用于安全关键型应用。这些设备具有受保护的内存系统架构 (PMSA) Cortex® Arm®内核专为实时数据和安全至关重要的应用而设计。
  • 微控制器（Cortex-M）：这是专为嵌入式应用设计的缩小版处理器系列。这些微控制器处理器内核为 32 位，并针对低成本和节能运行进行了优化。它们可以在许多 SoC（片上系统）中找到。M 配置文件支持 T32 指令集并与 PMSA 配合使用。它还引入了低延迟中断处理的编程模型，提供寄存器的硬件堆叠和高级语言的处理。

Arm® Cortex® -M 设备是最常见的，存在于数百亿台消费设备中。 Arm® Cortex® -A 和Arm® Cortex® -R 设备大致相似，只是 Cortex-R 针对实时安全数据处理进行了优化。 此外， Cortex® -A 是唯一具有 MMU 的芯片，这是许多现代操作系统所需要的。

Arm® Cortex®处理器几乎可用于任何类型的便携式电子设备，包括智能手机、平板电脑、智能手表和游戏机。 它们是功能强大的芯片，为小型电器中的节能 CPU 提供了基础。以下是Arm® Cortex®处理器的一些应用示例：

消费类电子产品

Arm® Cortex®芯片具有提高能源效率和减少热量产生的优化特性，具有成本效益并能提高产品性能，是消费电子产品的理想选择。

汽车

汽车行业依靠微芯片来生产具有创新功能并实时响应安全问题的现代汽车和电动汽车。

例如，TRAVEO Arm® Cortex®处理器用于增强汽车的连接性和功能性。 它们存在于信息娱乐和 HMI （人机界面）、图形、自动驾驶和电机控制中。

Arm® Cortex®技术一次又一次证明了它的受欢迎程度。 它为各种行业和应用提供了一系列优势，包括：

  1. 经济高效：购买Arm®微控制器比购买使用复杂指令集计算机 (CISC) 技术的微控制器更具成本效益，因为您只需支付架构许可费用。
  2. 节能： Arm® Cortex®设备采用 RISC 架构，因此需要更少的晶体管，从而节省面积。 这意味着，虽然它们可能无法以最高性能水平运行，但它们的能源效率更高，并且在小型设备中产生的热量也更少——非常适合改善手机等便携式设备的电池寿命和电池管理。
  3. 寿命： PSOC Arm® Cortex®设备包含一个唤醒中断控制器 (WIC)，可以将处理器从深度睡眠模式唤醒。 这样，当芯片处于深度睡眠模式时，主处理器的电源就可以关闭，从而打造更高效、更持久的设备。
  4. 提高安全性：基于Arm®的芯片旨在提供对潜在问题的实时洞察并提高整体安全性。 安全功能包括温度监控、内存保护单元、用于系统分析的模数转换器以及带有调试接口的 CPU。该调试配置具有断点（地址）比较器和观察点（数据）比较器。
  5. 灵活用途： Arm® Cortex®架构可以被第三方公司购买并用作其他芯片的基础。 此外， Arm®处理器有三种配置文件（A、R 和 M），针对不同用途进行了优化。 这意味着Arm® Cortex®技术非常灵活，可以用于广泛的应用。
  6. 增强的可扩展性： Arm® Cortex®微控制器的灵活性使您的公司能够轻松地扩大或缩小规模。 Arm® Cortex®处理器有超过 1000 个部件号可供选择，这意味着您可以调整业务运营以适应业务增长

在英飞凌，您可以购买各种Arm® Cortex®内核和处理器。 根据您的加工和工业要求，您可以从以下芯片类别中选择一种：

  • 32 位汽车 PSOC Arm® Cortex®微控制器：这些芯片是使用 Cortex-M 内核的可编程片上系统解决方案。 他们提供快速灵活的设计软件，帮助您在几分钟内定制您的微芯片。这些处理器非常适合防止硬件错误以及对您的功能和平台进行最后一刻的更改。
    • 32 位PSoC™ 4 高压Arm® Cortex® -M0+ ：32 位PSoC™ 4 高压系列设计符合 ISO 26262 的 ASIL-B 汽车功能安全等级，为集成模拟前端、MCU 和连接性的智能传感器提供单芯片解决方案，节省电路板空间。
    • 32 位PSoC™汽车多点触控Arm® Cortex® -M0 ： PSoC™汽车多点触控触摸屏控制器利用业界最广泛的电容式触摸 IP 产品组合，为汽车触摸屏提供新的性能标准，在最具挑战性的环境中实现可靠的运行。
    • 32 位PSoC™指纹Arm® Cortex® -M0+ ：作为世界上唯一基于Arm® Cortex® -M0+ 处理器的可编程嵌入式片上系统解决方案，这些微控制器增强并现代化了驱动程序接口。
  • 32 位TRAVEO™ T2G Arm® Cortex®微控制器：基于单核和双核操作中强大的Arm® Cortex®系列内核，这些微控制器提供最先进的实时性能、安全性和安保功能。

Infineon TRAVEO™ T2G MCU 适用于各种汽车应用，例如电气化、车身控制模块、网关和信息娱乐应用。

  • 32 位 XMC 工业微控制器Arm® Cortex® -M0 ：XMC ™微控制器系列基于Arm® Cortex® -M 内核。 XMC1000 采用领先的 65 纳米制造工艺，将Arm® Cortex® -M0 内核与经过市场验证的差异化外设结合在一起。 XMC4000 由Arm® Cortex® -M4 提供支持，并配备内置 DSP 指令集。 XMC7000 是英飞凌工业微控制器产品组合中的最新产品，配备 CAN FD、TCPWM 和 Gb 以太网等外设，可提高灵活性并提供附加值。