3、Cortex-M处理器家族介绍与开发工具详解

Cortex-M处理器家族介绍与开发工具详解

1. Cortex-M处理器总线与架构

随着微控制器复杂度的增加，高性能总线（AHB）在微控制器内存在多个总线主控（如CPU和DMA单元）时成为了瓶颈。Cortex - M家族引入后，AHB升级为AHB矩阵精简版，它实际上是一组总线，允许多个总线主控并行访问内存。只有当两个总线主控试图访问同一组外设或内存块时，才会发生内部总线仲裁。

Cortex - M7引入了高级可扩展接口（AXI - M），这是一个高性能的64位接口，支持多个未完成的内存事务。它为芯片开发者设计多核系统开辟了许多可能性，是迈向片上网络设计的一步。

2. Cortex - M4与Cortex - M7的差异

对于开发者而言，Cortex - M4和Cortex - M7最显著的差异在于更复杂的内存系统。为了实现极高的性能，Cortex - M7处理器具有内存层次结构。CPU有两个内存区域，即指令和数据紧密耦合内存（TCM）。I - TCM和D - TCM是零等待状态的内存块，大小可达64MB，确保处理器能无延迟地访问任何关键程序或数据。处理器还可以包含两个缓存，为位于AXI - M总线上的系统内存提供高达64kB的指令和数据缓存。开发应用时，需要理解和管理这个内存系统。

与Cortex - M4一样，Cortex - M7以单指令多数据（SIMD）指令的形式具备额外的数字信号处理（DSP）能力，并且可以配备单精度或双精度浮点单元。Cortex - M7处理器还可以合成额外的安全特性，如总线接口上的“纠错码”和“内置自测试”单元。

3. Armv6 - M架构下的Cortex - M0

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