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做嵌入式,2017年一定要关注ARM的这三大技术

时间:03-14 来源:互联网 点击:

TB进行出色的指令追踪,而BPU和DWT则可以允许在调试中使用断点和硬件观测点。

现在,让我们探讨一下Cortex-M33的五大特色:

1 为ARMv8-M 量身优化的TrustZone技术为整个系统的安全保驾护航

采用TrustZone技术的Cortex-M33处理器拥有两个安全状态及多种相关特色:

两种全新的正交状态

安全状态和非安全状态的全面利用,必将开启众多新机遇和新应用的大门。该系统使用的高价值专利固件可以在安全状态下运行。在安全状态下设置的监管员代码则可以在系统受到攻击或不可靠运行后将其恢复初始;而非安全侧则像以前一样向正在用Cortex-M开发软件的数百万开发者开放。

2 协同处理器界面,实现高扩展性

对某些应用而言,专用运算起到的作用可谓非同小可;但为了实现专用运算,这个全球最强大设计生态系统的所有优点必须完美保留,即允许设计师在开发工具、编译器、调试器、操作系统和中间件之间最大限度的进行选择。ARM生态系统可以帮助开发商节约时间和成本,进一步提高生产力。

Cortex-M33处理器包含一个可以选配、类似总线的专用界面,主要用于集成紧耦合加速器硬件。对需要频繁运算的操作而言,该界面可以帮助设计师用自定义的处理硬件提升通用运算能力。须着重指出的是,这样做并不会使整个生态系统分裂。该界面包含最多可用于8个协同处理器的控制和数据通路,发出的信号可显示处理器的特权状态和安全状态、指令类型、相关寄存器和操作字段。协同处理器通常会合理的在几个少数循环内完成,或在后台运行并在完成时自动停止。操作的细节和数据可以通过该界面与单指令同时传输,如有需要,还可插入等待状态。

3 用于任务隔离的存储保护单元(MPU)

设计师可以自行对选配的MPU编程,为每个安全状态和非安全状态提供多达16个区域。在多任务环境中,操作系统可以在任务情境切换时重新编程MPU,为每个任务定义存储访问许可。比如说,某个应用的某个任务只被允许访问某些应用数据和特定的周边设备,这种情况,MPU将保护所有其他的存储和周边设备,将讹误或未授权访问阻挡在外,有效提升系统可靠性。

存储区设置更简易

Cortex-M33存储保护架构的开发基于受保护的存储系统架构PMS**8。最新版本搭载了针对各区域的基线与限值比较器,而非此前的二次方尺寸对齐模型。每个区域都有一个基线的初始地址、终止地址,以及访问许可和存储性质的设定值,因此在这一架构中,设计师设计MPU区域时再也无需顾虑将多个区域整合在一起的麻烦了。功能强化后,软件开发变得更加简单,客户的使用意愿提升,编程步骤也得以减少,并将进而降低情境转换次数。

4 DSP拓展

选配的整数DSP拓展可以为系统增加85个新指令。大多数情况下,DSP指令可将性能平均提升3倍,让所有以数字信号控制为中心的应用性能突飞猛进。

为帮助设计师加速软件开发,ARM将在CMSIS项目中提供免费的DSP库,包含整套过滤、转换和数学功能(如矩阵),并支持多种数据类型。CMSIS项目是开源的,其开发详情发布在github上。

5 单精度浮点单元

基于FPv5的选配单精度浮点拓展单元包括一份额外的16-入口 64位寄存器文件。该拓展新增45个与IEEE754-2008兼容的单精度浮点指令。使用浮点指令通常可将软件库平均性能提升10倍。FPU位于单独的电源域,负责在整个单元不使用的时候切断电源。

Cortex-M33是一款能在性能、功耗和安全之间实现最佳平衡的处理器。

嵌入式解决方案日益复杂,而它们带来的价值也不断凸显,当今设计师面临的挑战是在相冲突的设计要素之间找到最佳平衡。此外,片上系统包含的软件数量正在显著增加,但项目开发时间却不断缩短。为了用更短的时间交付合格的产品,保证性能,减少成本,我们必须踏出正确的第一步。

Cortex-M33应运而生,为了迈出正确的第一步量身打造,ARM将过往经验与现有的Cortex-M生态系统完美结合,实现了开发成本降低。得益于采用了多种低功耗技术的全新设计,首先降低的是系统功耗;对打造安全方案的用户,TrustZone技术则为其应用和宝贵的IP提供保驾护航的坚实基础。升级后的MPU和TrustZone共同提升系统的可靠性和保护能力。最后值得一提的是,我们永远不会停止追求生产力的脚步。TrustZone的设计初衷便是保证当前用户能够像从前一样,继续在非安全领域内开发。

Cortex-M33还强化了调试与追踪性能,使复杂代码的操作更便捷。与所有其它Cortex-M处理器一样,Cortex-M33的所有编程都可以在C语言环境下完成,包括全部异常处理程序。总而言之,上述功能诞生的目的都是为了帮助开发者提高生产力,在更短的时

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