ARM CortexM内核系列简介-Toy模板网

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在物联网高度发展的今天，各种智能产品深入到了生活的方方面面，其中扮演了极其重要的角色莫过于IP提供商ARM公司（中文翻译为安谋）。小到手持吸尘器，上到高性能手机都有它的身影。那它都有哪些产品线划分？各产品线的主攻方向都是哪些？今天会在这篇公众号中简单做个介绍，其中就嵌入式工程师大量接触的CortexM系列芯片会有较多篇幅的介绍。

ARM全称是Advanced RISC Machines, 是精简指令集微处理器行业一家不可忽视的存在，设计了大量的高性能、廉价、低功耗的RISC处理器。可以看做是Apple、Acorn、VLSI等知名公司的合资企业。各大芯片产商在拿到ARM IP授权后，通过自行设计外设（USB/GPIO/TIMER/SDIO等等），则可更快的完成成品芯片设计，抢占市场。

ARM旗下的的芯片主要分为五大系列，它们分别是

主打高性能的Cortex A（Advanced）系列，

主打实时性的Cortex R (Real-Time)系列

主打各类MCU平台的Cortex M（Microcontroller）平台

主打机器学习的Machine-Learning系列

安全内核Secure Core系列。

每一种内核的详细设计介绍可以去安谋中国官网查看相关介绍：https://www.armchina.com/armip?dataId=13&istitle=CPU

就一般嵌入式工程师而言，大家关注比较多的还是CortexM，所以如下图为当前的M系列的家族成员

经常看到CortexM0与CortexM0+两两出现，它们都有哪些区别？

这两款都属于Armv6-M架构，所以M0和M0+具有完全相同的指令集和相似的编程模型，不同的是M0+可以选择是否支持非特权执行等级和MPU。M0只有特权模式，并且不支持MPU；而且M0具有三级流水线（取指、解析、执行）而M0+仅有二级流水线（取指+预解析、解析+执行），所以M0+相对于M0系列减少了更多的处理器内振器的数量，所以动态功耗进一步的得到下降。

CortexM3与CortexM4也是成双成对的出现，那主要区别又是哪些呢？

这两款芯片都属于Armv7-M架构芯片，但是M4主要是增强了DSP处理能力、支持浮点运算（单精度）、支持单指令多数据（SIMD）操作、支持快速MAC与乘法指令、支持饱和运算指令。其他方面的话其实两个内核的感知力并不强烈。

通常CortexM0+系列内核的芯片运行频率最高能到80MHz, CortexM3和CortexM4能到180MHz，可见M0内核处理能力还是有一定限制的。CortexM0+通常是能够具备外设GPIO/TIMER/UART/SPI/I2C/CAN, 但是例如I2S/ENET/USB/SDIO/DCI/LCD等就一般是出现在CortexM3/M4内核芯片上了。综上，在实际项目中根据所需外设、性能、功耗可以选择合适的芯片。

对于软件工程师，其实不同内核区别带来的感受就是对指令的使用限制。如下图所见是各个M系列内核所支持的指令，所以可通过下表查看自己当前使用的芯片可支持的指令范围。