混合信号世界中的 ARM 处理器分析

ARM 处理器有多种类型，了解整个 ARM 处理器系列的最佳方式是按应用对其进行分类。ARM 处理器通过双核选项提供可扩展的性能、实时响应和可配置功能，以提高能效。

ARM 处理器有多种类型，了解整个 ARM 处理器系列的最佳方式是按应用对其进行分类。ARM 处理器通过双核选项提供可扩展的性能、实时响应和可配置功能，以提高能效。

最近的 IC Insight 报告强调了 32 位微控制器，尤其是基于 ARM 的微控制器所共享的不断增长的市场。32 位 MCU 在销售方面的回报远高于其他 MCU。它还获得了比 8/16 位 MCU 高 20% 的单位体积增长。2012 年，ARM 占这些 32 位 MCU 的 18%，到 2013 年应该会更高，这将使 ARM 目前在 32 位 MCU 市场上的市场份额达到约 85% 至 95%。

Cortex-M 处理器也用于其他目的。Cortex-M 处理器出货量的很大一部分来自非 MCU 产品。在 160 家被许可方中，只有少数是 MCU 供应商，还有许多人在做 SoC、混合信号、MEM、PMIC 等等。

为什么 Cortex-M 用于混合信号？

能源效率 – Cortex M 提供 32 位性能，具有小硅片面积以及各种睡眠模式和高代码密度的低功耗特性。

易用性 – Cortex M 处理器使用 C 友好架构。它通过 NVIC 提供灵活的中断管理。它具有 32 位线性寻址系统以及全面的调试功能

低成本和上市时间——该系列还以其小尺寸、高代码密度、易于集成以及工具和生态系统支持而著称

技术特性——Cortex-M 处理器还以其可配置的设计和低功耗优化能力、操作系统支持和高级特性以及升级路径和可扩展性而闻名

高性能——Cortex-M 处理器也因其低中断延迟能力和确定性响应而闻名。

Cortex-M 处理器睡眠模式

Cortex-M 处理器具有多个时钟信号，允许在睡眠模式下禁用主系统时钟，而其他逻辑部件仍在运行以进行中断检测。通过使用 WIC 进行中断检测，处理器的完整时钟信号禁用也可以在深度睡眠模式下完成。

架构定义的睡眠模式

• 正常睡眠
• 沉睡

带状态保持的 WIC 模式深度睡眠 – 带即时唤醒的 nW 功率配置文件（处理器断电带状态保持）

可以使用 MCU 特定的电源控制寄存器进行扩展

Cortex-M 低功耗技术

• 集成建筑时钟门控
• “Sleep-on-exit”中断处理
• 唤醒中断控制器 (WIC)

ARM 的 Cortex-M3 提升了 32 位能效优势。如果处理时间减半，Cortex-M3 处理器的高性能可以使电池寿命加倍。

基于 ARM Cortex-M 的设备的成本

由于更大的硅片尺寸、版税和许可费，基于 ARM 的 MCU 如何更昂贵存在很多误解，但实际上，ARM 处理器对许多其他架构的领域并没有真正对总成本产生太大影响。实际上，每台设备的 ARM 版税成本实际上非常低。

另一方面，使用 MCU 供应商的专有架构很可能最终会导致他们在架构的进一步开发中投入更多资金，其中大部分预算用于工具、软件产品和研发费用。另一方面，最终用户可以通过更快的上市时间、更好的软件可重用性、更广泛的中间件选择等来降低成本并最大化利润。

Cortex-M 系统设计套件 (CMSDK)

Cortex-M 系统设计套件 (CMSDK) 的开发允许更直接地集成 Cortex-M 处理器，使对 ARM 技术经验最少的设计人员更容易。

使用 Cortex-M 系统设计套件的优势：

• 带有示例系统设计的易于使用的设计套件
• 设计师可以简单地插入他们的处理器并开始使用！
• 基本的 AMBA 互连和外围设备
• 软件支持 – Keil 示例和 CMSIS 驱动程序

采用 Cortex-M 处理器有几个优点。Cortex-M 处理器具有成本效益，可用于多种应用程序，并且让您高枕无忧。Cortex-M 处理器是模拟/混合信号中 8 位和 16 位替代品的理想选择。其他一些优势还包括电源效率、高性能和出色的中断处理。它还具有在 C 编程中易于使用的优势。Cortex-M 处理器中使用的高代码密度减少了内存占用以及使用 CMSDK 的开发时间和风险。

编辑：hfy