混合信號世界中的 ARM 處理器分析

ARM 處理器有多種類型，了解整個 ARM 處理器系列的最佳方式是按應(yīng)用對其進行分類。ARM 處理器通過雙核選項提供可擴展的性能、實時響應(yīng)和可配置功能，以提高能效。

ARM 處理器有多種類型，了解整個 ARM 處理器系列的最佳方式是按應(yīng)用對其進行分類。ARM 處理器通過雙核選項提供可擴展的性能、實時響應(yīng)和可配置功能，以提高能效。

最近的 IC Insight 報告強調(diào)了 32 位微控制器，尤其是基于 ARM 的微控制器所共享的不斷增長的市場。32 位 MCU 在銷售方面的回報遠(yuǎn)高于其他 MCU。它還獲得了比 8/16 位 MCU 高 20% 的單位體積增長。2012 年，ARM 占這些 32 位 MCU 的 18%，到 2013 年應(yīng)該會更高，這將使 ARM 目前在 32 位 MCU 市場上的市場份額達(dá)到約 85% 至 95%。

Cortex-M 處理器也用于其他目的。Cortex-M 處理器出貨量的很大一部分來自非 MCU 產(chǎn)品。在 160 家被許可方中，只有少數(shù)是 MCU 供應(yīng)商，還有許多人在做 SoC、混合信號、MEM、PMIC 等等。

為什么 Cortex-M 用于混合信號？

能源效率 – Cortex M 提供 32 位性能，具有小硅片面積以及各種睡眠模式和高代碼密度的低功耗特性。

易用性 – Cortex M 處理器使用 C 友好架構(gòu)。它通過 NVIC 提供靈活的中斷管理。它具有 32 位線性尋址系統(tǒng)以及全面的調(diào)試功能

低成本和上市時間——該系列還以其小尺寸、高代碼密度、易于集成以及工具和生態(tài)系統(tǒng)支持而著稱

技術(shù)特性——Cortex-M 處理器還以其可配置的設(shè)計和低功耗優(yōu)化能力、操作系統(tǒng)支持和高級特性以及升級路徑和可擴展性而聞名

高性能——Cortex-M 處理器也因其低中斷延遲能力和確定性響應(yīng)而聞名。

Cortex-M 處理器睡眠模式

Cortex-M 處理器具有多個時鐘信號，允許在睡眠模式下禁用主系統(tǒng)時鐘，而其他邏輯部件仍在運行以進行中斷檢測。通過使用 WIC 進行中斷檢測，處理器的完整時鐘信號禁用也可以在深度睡眠模式下完成。

架構(gòu)定義的睡眠模式

• 正常睡眠
• 沉睡

帶狀態(tài)保持的 WIC 模式深度睡眠 – 帶即時喚醒的 nW 功率配置文件（處理器斷電帶狀態(tài)保持）

可以使用 MCU 特定的電源控制寄存器進行擴展

Cortex-M 低功耗技術(shù)

• 集成建筑時鐘門控
• “Sleep-on-exit”中斷處理
• 喚醒中斷控制器 (WIC)

ARM 的 Cortex-M3 提升了 32 位能效優(yōu)勢。如果處理時間減半，Cortex-M3 處理器的高性能可以使電池壽命加倍。

基于 ARM Cortex-M 的設(shè)備的成本

由于更大的硅片尺寸、版稅和許可費，基于 ARM 的 MCU 如何更昂貴存在很多誤解，但實際上，ARM 處理器對許多其他架構(gòu)的領(lǐng)域并沒有真正對總成本產(chǎn)生太大影響。實際上，每臺設(shè)備的 ARM 版稅成本實際上非常低。

另一方面，使用 MCU 供應(yīng)商的專有架構(gòu)很可能最終會導(dǎo)致他們在架構(gòu)的進一步開發(fā)中投入更多資金，其中大部分預(yù)算用于工具、軟件產(chǎn)品和研發(fā)費用。另一方面，最終用戶可以通過更快的上市時間、更好的軟件可重用性、更廣泛的中間件選擇等來降低成本并最大化利潤。

Cortex-M 系統(tǒng)設(shè)計套件 (CMSDK)

Cortex-M 系統(tǒng)設(shè)計套件 (CMSDK) 的開發(fā)允許更直接地集成 Cortex-M 處理器，使對 ARM 技術(shù)經(jīng)驗最少的設(shè)計人員更容易。

使用 Cortex-M 系統(tǒng)設(shè)計套件的優(yōu)勢：

• 帶有示例系統(tǒng)設(shè)計的易于使用的設(shè)計套件
• 設(shè)計師可以簡單地插入他們的處理器并開始使用！
• 基本的 AMBA 互連和外圍設(shè)備
• 軟件支持 – Keil 示例和 CMSIS 驅(qū)動程序

采用 Cortex-M 處理器有幾個優(yōu)點。Cortex-M 處理器具有成本效益，可用于多種應(yīng)用程序，并且讓您高枕無憂。Cortex-M 處理器是模擬/混合信號中 8 位和 16 位替代品的理想選擇。其他一些優(yōu)勢還包括電源效率、高性能和出色的中斷處理。它還具有在 C 編程中易于使用的優(yōu)勢。Cortex-M 處理器中使用的高代碼密度減少了內(nèi)存占用以及使用 CMSDK 的開發(fā)時間和風(fēng)險。

編輯：hfy