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Cortex处理器系列详解：Cortex-A, Cortex-M, Cortex-R的特点与应用

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Cortex是ARM公司的处理器系列，分为Cortex-A、Cortex-M和Cortex-R三类。Cortex-A面向高端应用，如消费娱乐和无线产品；Cortex-M适合微控制器，常见于智能设备和家用电器；Cortex-R则用于实时系统，如5G模块和汽车安全系统。每个系列都有其特定的性能、功耗和应用领域，如Cortex-M以其低成本、低功耗和丰富的外设接口资源著称。

前提即要

在系统服务框架-子系统samgr_lite介绍中有：
由于平台资源有限，且硬件平台多样，因此需要屏蔽不同硬件架构和平台资源的不同、以及运行形态的不同，提供统一化的系统服务开发框架。根据RISC-V、Cortex-M、Cortex-A不同硬件平台，分为两种硬件平台，以下简称M核、A核。

M核：处理器架构为Cortex-M或同等处理能力的硬件平台，系统内存一般低于512KB，无文件系统或者仅提供一个可有限使用的轻量级文件系统，遵循CMSIS接口规范。
A核：处理器架构为Cortex-A或同等处理能力的硬件平台，内存资源大于512KB，文件系统完善，可存储大量数据，遵循POSIX接口规范。

系统服务框架基于面向服务的架构，提供了服务开发、服务的子功能开发、对外接口的开发、以及多服务共进程、进程间服务调用等开发能力。其中：

M核：包含服务开发、服务的子功能开发、对外接口的开发以及多服务共进程的开发框架。
A核：在M核能力基础之上，包含了进程间服务调用、进程间服务调用权限控制、进程间服务接口的开发等能力。

因此，本篇来讲解一下Cortex内核。

简介

ARM公司在经典处理器ARM11以后的产品改用Cortex命名，并分成A、R和M三类，旨在为各种不同的市场提供服务。Cortex系列属于ARMv7架构，这是到2010年为止ARM公司最新的指令集架构。（2011年，ARMv8 架构在 TechCon 上推出）

ARMv7架构定义了三大分工明确的系列：“A”系列面向尖端的基于虚拟内存的操作系统和用户应用；“R”系列针对实时系统；“M”系列对微控制器。

由于应用领域不同，基于v7架构的Cortex处理器系列所采用的技术也不相同，基于v7A的称为Cortex-A系列，基于v7R的称为Cortex-R系列，基于v7M的称为Cortex-M系列。

Cortex-A

Cortex-A面向基于虚拟内存的操作系统和用户应用，支撑大量交互任务，主要用于运行各种嵌入式操作系统的消费娱乐和无线产品.
在这里插入图片描述
例子：

Cortex-M

Cortex-M主要面向微控制器领域，用于对成本和功耗敏感的终端设备，如智能仪器仪表、汽车和工业控制系统、家用电器等。
主要面向微控制器领域，成本极低，面积很小和能效比很高、流水线很短，时钟频率低(400Mhz以内），易于开发使用，被广泛用于穿戴产品/运动控制器/通讯模组/传感器模块的开发。
在这里插入图片描述

Cortex-M核心特点：

低成本、低功耗、易用，外设接口资源极其丰富；
嵌套向量中断控制器（NVIC）进行中断响应管理，避免了使用软件判断哪一个中断需要响应处理，同时，中断响应速度是确定性的，低延迟的。

Cortex-R

该系列主要用于具有严格的实时响应限制的深层嵌入式实时系统。
Cortex-R系列，衍生产品中体积最小的ARM处理器，流水线长，主频极高。针对高性能实时应用，如5G模块，硬盘控制器（或固态驱动控制器）、网络设备和打印机、例如蓝光播放器和媒体播放器、以及汽车应用（例如安全气囊、制动系统和发动机管理）。
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