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ARM|Arm中国“星辰”处理器量产 与Cortex-M有何区别？

全球移动通信系统协会（GSMA）移动智库数据预测 ， 到2025年 ， 全球物联网的市场份额将会超过1.1万亿美元 ， 以中国为主体的亚太地区 ， 将会以3860亿美元的金额成为全球最大的物联网的市场 ， 北美和欧洲则会成为第二、第三大市场 。
未来的物联网应用 ， 将面临更低功耗 ， 更多个性化外设功能的需求 。相应的 ， 未来世界对与物联网发展密不可分的MCU也将提出更多需求 ， 这些需求将包括给用户提供可靠的安全感 。例如 ， 产品的安全性、供应链的稳定供货、产品的加密程度和应用层面的安全 。其次 ， 由于未来物联网对射频的需求 ， 包括对蓝牙、WiFi、Zigbee甚至Sub-G的传输需求的增多 ， MCU还需要丰富的接口 。最后 ， MCU还需要具有低功耗和可靠性 。
对于中国这块巨大的物联网市场而言 ， 对MCU有着更为本土化需求 。但目前的中国市场上 ， 大部分MCU都是基于ARM的Cortex-M核心 ， 没有专门针对中国市场的核心 。
本周 ， 安谋中国发布了首颗面向中国本土的处理器——“星辰”处理器（STAR-MC1）的研发过程、特点以及落地情况 。目前 ， 该处理器已正式进入商用阶段 。
【ARM|Arm中国“星辰”处理器量产 与Cortex-M有何区别？】安谋中国的首款“星辰”处理器
STAR-MC1作为“星辰”系列产品的第一款产品 ， 支持现有的Armv8-M架构的所有特点以及最新的指令扩展 。根据安谋中国产品研发副总裁刘澍的说法 ， 该款处理器是一款非常紧耦合性的高效微处理器 ， 性能达到1.5DMIPS/ MHz -4.02Coremark/MHz ， 同时继承Armv7和Armv8结构的DSP指令和浮点计算单元 。同上一代Arm处理器相比较 ， 在同一主频下 ， 这些新结构体系的升级可以使STAR-MC1的性能提升20% 。
ARM|Arm中国“星辰”处理器量产 与Cortex-M有何区别？
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对于Armv8-M而言 ， 将安全技术引入到该架构中 ， 采用Trustzone安全方案 ， 将运行环境隔离成安全区与非安全区 ， 让用户的敏感的运行程序在安全区内运行 ， 应用型程序在非安全区运行 。Trustzone是Arm公司在2006年提出 ， 并在A系列处理器中得以应用 ， 如今在M级别的处理器中继续沿用 ， 保障MCU对安全性的需求 。
安谋中国的合作伙伴灵动微电子的董事长兼总经理吴忠洁表示 ， 安全性是MCU最重要特性之一 ， 如果一个方案被破译 ， 方案商就要承受巨大的损失 。
同时 ， Armv8-M中还植入了用于定制化扩展的协处理器接口和用户可定制化指令集 。前者可以帮助用户面对细分市场做出不同的创新 ， 后者可以方便用户定制自己的指令集 。一方面 ， 能够把用户自己的特色操作固化在CPU流水线中 ， 达到非常高的执行效率 ， 另一方面 ， 也能保护客户的知识产权以及提供差异化服务 。这些Armv8-M创新性的架构 ， 都能在“星辰”处理器中得以实现 。
此次发布的STAR-MC1创新性则在于处理器数据读取效率的提升 ， 这是由于在M级别的处理器中引入了整个Cache结构 ， 处理器的数据读取无需通过总线或者外部存储器即可读取 。
Arm的Cortex-M ， 安谋中国的STAR
“星辰”处理器具有本土化的特点 ， 安谋中国方面表示 ， 在定义这款处理器时 ， 针对中国市场进行充分的调研 ， 充分听取和发掘了国内众多合作伙伴的需求和对应用的理解 。
安谋中国刘澍表示 ， “星辰”处理器也可以称之为中国的Cortex-M ， 不过两者没有很大的交叠 ， “星辰”处理器较Arm现有的处理器而言 ， 有着自己的独特性 ， 安谋中国在定义这款产品的同时 ， 同Arm团队进行了充分的交流与沟通 ， 通过双方互相印证 ， 得出具有创新性的产品 ， 无论是国内还是国外 ， 都有类似的产品需求 。
不同于Cortex-M ， “星辰”处理器采用新指令架构的升级、新存储器子系统提高系统的效能 ， 除此之外 ， “星辰”处理器还采取中国客户的建议 ， 加入Flash Interface的外部操作 ， 这是过去Arm的CPU里所没有的 。值得一提的是 ， 此次安谋中国团队几乎与Arm剑桥团队同步推出新的架构升级和可定义化指令集 ， 这展示了中国团队突出的执行力、设计能力以及验证能力 。
对于客户而言 ， 尽管“星辰”处理器相当于一款全新的产品 ， 但完全不用担心使用习惯以及生态上的改变 ， 因为二者都是基于Armv8-M架构的处理器 ， Arm繁荣而完善的生态系统、应用程序、工具层的优势同样可以被完全利用 ， IP、CMSIS标准软件库的支持、TCM接口的集成以及整个低功耗的管理方法也都相同 。因此 ， 用户和芯片客户在使用“星辰”处理器时也无需因为变化而承担风险和困难 。


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