16、Cortex-M7处理器：高性能与复杂架构解析

Cortex-M7处理器：高性能与复杂架构解析

1. AHB总线矩阵与内存布局优化

Cortex - M处理器家族通过使用AHB总线矩阵解决了一些问题。AHB总线矩阵由多个并行的AHB总线组成，这些总线连接到不同的设备资源，如一块RAM或APB总线上的一组外设。AHB总线的组合和设备资源的布局由芯片制造商在设计芯片时确定。每个设备资源区域都是一个从设备，这些区域通过额外的AHB总线连接回每个总线主设备，形成总线矩阵。

这种设计允许制造商设计具有多个Cortex - M处理器、DMA单元和高级外设的复杂设备，每个设备都有通往不同设备资源的并行路径。总线矩阵是硬连线到微控制器中的，不需要应用代码进行任何配置。

在设计应用代码时，需要注意不同内存对象的位置。例如，以太网控制器使用的内存应放置在一个SRAM块中，而USB内存应位于另一个单独的SRAM块中。这样，以太网和USB DMA单元可以并行工作，同时Cortex - M处理器可以访问FLASH和用户外设。通过合理构造应用代码的内存映射，可以利用这种并行性，提高性能。

2. Cortex - M7处理器概述

Cortex - M7是目前可用的最高性能的Cortex - M处理器。它保留了与家族其他成员相同的程序员模型，之前所学的知识都可以应用到Cortex - M7上。然而，其内部架构与早期的Cortex - M处理器有一些根本性的差异，这些差异显著提高了其性能。

Cortex - M7的性能通过一些独特的架构特性得到提升，包括六阶段双发射流水线、增强的分支预测单元和双精度浮点运算单元。这些特性对开发者来说大多是透明的。在内存模型方面，Cortex - M7与其他Cort