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深度訪談 ARM對Cortex-M7的期待與策略
 

【CTIMES/SmartAuto 姚嘉洋 報導】   2014年10月01日 星期三

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ARM(安謀國際)在上星期公布了最新的M系列處理器核心Cortex-M7後,緊接著合作伙伴ST(意法半導體)也於台灣時間9/30公布了搭載該核心的STM32F7 MCU(微控制器)產品線,其產品線的負責主管向台灣媒體們說明了產品細節與市場策略。而此次的產品發布會,也十分難得地邀請到合作伙伴ARM來分享Cortex-M7進一步的細節與市場看法,對於Cortex-M7的未來發展,我們從ARM的身上聽到了更多的想法。

ARM台灣應用工程經理徐達勇(攝影:姚嘉洋)
ARM台灣應用工程經理徐達勇(攝影:姚嘉洋)

ARM台灣應用工程經理徐達勇直言,即便2013年M系列的MCU出貨數量來到了29億,2014年上半年出貨量達到17億,但在許多的應用領域,如車用電子、MCU與智慧晶片卡等,都各自僅有10至20%不等的市占率,這意味著ARM還是有相當大的成長空間。就ARM的觀察,M系列處理器核心所鎖定的嵌入式應用,在未來會朝向智能化發展,但必須同時具備低功耗、24小時隨時運作、多通道連結能力、音訊與圖像處理、可靠度與彈性化等多種條件。在這樣的要求之下,除了處理器核心的能力外,DSP(數位訊號處理器)的性能也變得格外重要,尤其是在音訊、圖像處理與連線能力等更是如此。

徐達勇也從另一方面來歸納MCU的基本要求:感測、連線與控制,M7的面世,就是期望未來至少可以滿足三項要求中的兩項,所以不會特別侷限M7的應用範圍。除此之外,M7核心的設計上改成六級超純量管線(M4僅為三級)以進一步提升核心時脈。

徐達勇進一步談到,M7處理器核心的性能若與過往的Cortex-A8相較,前者的確勝過於後者,不過這種比較方式是相當有問題的。

原因在於ARM當初分別推出A、R與M系列的處理器核心時,就已經設定了不同的市場區隔,A系列被定位成要處理 Feature-Rich OS(如微軟的Windows 8、iOS與Android等)、性能表現要不斷提升,成本與晶片面積相較於M系列,並不會列為優先考慮。反觀M系列,成本、中斷突發的應變速度、低功耗與晶片面積等條件,都是優先考慮的重點,最重要的是,M系列並無法運行Feature-Rich OS(註一)。

但是,M7的推出,不光是處理器核心的性能有所提升,內建的DSP性能也較M4有明顯的強化,對於本身就有提供DSP功能的晶片業者是否會造成影響?徐達勇表示不排除有這樣的可能性,但與其說要取代既有的DSP業者,倒不如說是提供客戶更具成本效益的方案。畢竟過往的系統設計的確是MCU與DSP分開獨立設計,如今可以提供單晶片方案,不失為另一個選項。

此外,過往M系列與R系列的區隔,在於具備RTOS(即時作業系統)的支援能力的差異性,ARM特別為M7設計了TCM(Tight Couple Memory)技術,以提升對於RTOS的處理能力,徐達勇不諱言,M7的確會出現與R系列的低階市場的重疊情形,但就低功耗與整體系統成本的表現上,M7依然略勝一籌,就定位上還是會有明顯的不同。另外,在連線技術的整合上,未來M7也會扮演一定程度的角色,試圖簡化相關的系統設計。

(註一:M系列與R系列處理器核心之所以無法運行Feature-Rich OS,原因在於其內部並沒有建置MMU【記憶體管理單元】,藉此與A系列形成市場區隔,但M與R系列,都可以運行RTOS。)

關鍵字: Cortex-M4  Cortex-M7  MCU  DSP(數位訊號處理器RTOS  ARM 
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