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Arm中國“星辰”處理器量產(chǎn)!與Cortex-M有何區(qū)別?

本文作者: 吳優(yōu) 2020-07-10 19:22
導(dǎo)語:“星辰”處理器也可以稱之為中國的Cortex-M,不過兩者沒有很大的交疊。

全球移動通信系統(tǒng)協(xié)會(GSMA)移動智庫數(shù)據(jù)預(yù)測,到2025年,全球物聯(lián)網(wǎng)的市場份額將會超過1.1萬億美元,以中國為主體的亞太地區(qū),將會以3860億美元的金額成為全球最大的物聯(lián)網(wǎng)的市場,北美和歐洲則會成為第二、第三大市場。

Arm中國“星辰”處理器量產(chǎn)!與Cortex-M有何區(qū)別?

圖片源自Pixabay

未來的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用,將面臨更低功耗,更多個性化外設(shè)功能的需求。相應(yīng)的,未來世界對與物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展密不可分的MCU也將提出更多需求,這些需求將包括給用戶提供可靠的安全感。例如,產(chǎn)品的安全性、供應(yīng)鏈的穩(wěn)定供貨、產(chǎn)品的加密程度和應(yīng)用層面的安全。其次,由于未來物聯(lián)網(wǎng)對射頻的需求,包括對藍牙、WiFi、Zigbee甚至Sub-G的傳輸需求的增多,MCU還需要豐富的接口。最后,MCU還需要具有低功耗和可靠性。 

對于中國這塊巨大的物聯(lián)網(wǎng)市場而言,對MCU有著更為本土化需求。但目前的中國市場上,大部分MCU都是基于ARM的Cortex-M核心,沒有專門針對中國市場的核心。

本周,安謀中國發(fā)布了首顆面向中國本土的處理器——“星辰”處理器(STAR-MC1)的研發(fā)過程、特點以及落地情況。目前,該處理器已正式進入商用階段。

安謀中國的首款“星辰”處理器

STAR-MC1作為“星辰”系列產(chǎn)品的第一款產(chǎn)品,支持現(xiàn)有的Armv8-M架構(gòu)的所有特點以及最新的指令擴展。根據(jù)安謀中國產(chǎn)品研發(fā)副總裁劉澍的說法,該款處理器是一款非常緊耦合性的高效微處理器,性能達到1.5DMIPS/ MHz -4.02Coremark/MHz,同時繼承Armv7和Armv8結(jié)構(gòu)的DSP指令和浮點計算單元。同上一代Arm處理器相比較,在同一主頻下,這些新結(jié)構(gòu)體系的升級可以使STAR-MC1的性能提升20%。

Arm中國“星辰”處理器量產(chǎn)!與Cortex-M有何區(qū)別?

對于Armv8-M而言,將安全技術(shù)引入到該架構(gòu)中,采用Trustzone安全方案,將運行環(huán)境隔離成安全區(qū)與非安全區(qū),讓用戶的敏感的運行程序在安全區(qū)內(nèi)運行,應(yīng)用型程序在非安全區(qū)運行。Trustzone是Arm公司在2006年提出,并在A系列處理器中得以應(yīng)用,如今在M級別的處理器中繼續(xù)沿用,保障MCU對安全性的需求。

安謀中國的合作伙伴靈動微電子的董事長兼總經(jīng)理吳忠潔表示,安全性是MCU最重要特性之一,如果一個方案被破譯,方案商就要承受巨大的損失。

同時,Armv8-M中還植入了用于定制化擴展的協(xié)處理器接口和用戶可定制化指令集。前者可以幫助用戶面對細分市場做出不同的創(chuàng)新,后者可以方便用戶定制自己的指令集。一方面,能夠把用戶自己的特色操作固化在CPU流水線中,達到非常高的執(zhí)行效率,另一方面,也能保護客戶的知識產(chǎn)權(quán)以及提供差異化服務(wù)。這些Armv8-M創(chuàng)新性的架構(gòu),都能在“星辰”處理器中得以實現(xiàn)。

此次發(fā)布的STAR-MC1創(chuàng)新性則在于處理器數(shù)據(jù)讀取效率的提升,這是由于在M級別的處理器中引入了整個Cache結(jié)構(gòu),處理器的數(shù)據(jù)讀取無需通過總線或者外部存儲器即可讀取。

Arm的Cortex-M,安謀中國的STAR

“星辰”處理器具有本土化的特點,安謀中國方面表示,在定義這款處理器時,針對中國市場進行充分的調(diào)研,充分聽取和發(fā)掘了國內(nèi)眾多合作伙伴的需求和對應(yīng)用的理解。

安謀中國劉澍表示,“星辰”處理器也可以稱之為中國的Cortex-M,不過兩者沒有很大的交疊,“星辰”處理器較Arm現(xiàn)有的處理器而言,有著自己的獨特性,安謀中國在定義這款產(chǎn)品的同時,同Arm團隊進行了充分的交流與溝通,通過雙方互相印證,得出具有創(chuàng)新性的產(chǎn)品,無論是國內(nèi)還是國外,都有類似的產(chǎn)品需求。

不同于Cortex-M,“星辰”處理器采用新指令架構(gòu)的升級、新存儲器子系統(tǒng)提高系統(tǒng)的效能,除此之外,“星辰”處理器還采取中國客戶的建議,加入Flash Interface的外部操作,這是過去Arm的CPU里所沒有的。值得一提的是,此次安謀中國團隊幾乎與Arm劍橋團隊同步推出新的架構(gòu)升級和可定義化指令集,這展示了中國團隊突出的執(zhí)行力、設(shè)計能力以及驗證能力。

對于客戶而言,盡管“星辰”處理器相當于一款全新的產(chǎn)品,但完全不用擔(dān)心使用習(xí)慣以及生態(tài)上的改變,因為二者都是基于Armv8-M架構(gòu)的處理器,Arm繁榮而完善的生態(tài)系統(tǒng)、應(yīng)用程序、工具層的優(yōu)勢同樣可以被完全利用,IP、CMSIS標準軟件庫的支持、TCM接口的集成以及整個低功耗的管理方法也都相同。因此,用戶和芯片客戶在使用“星辰”處理器時也無需因為變化而承擔(dān)風(fēng)險和困難。

安謀中國的合作伙伴靈動微電子的董事長兼總經(jīng)理吳忠潔也表示,正是因為Arm標準品質(zhì)的保證以及國內(nèi)團隊的研發(fā)生產(chǎn),才選擇了STAR Core。

值得一提的是,由于是中國本土創(chuàng)新的產(chǎn)品,所以在中國進行IP授權(quán)時,無論是在商務(wù)還是在配置上,會更加靈活,有非常多不同的模式支持不同需求的客戶。

星辰處理器,未來可期

目前,“星辰”處理器已經(jīng)有30多個授權(quán)客戶,其中有21個客戶已經(jīng)進行項目集成、設(shè)計,7個項目已經(jīng)流片。全志科技最近也發(fā)布了基于“星辰”處理器的IoT芯片XR806,該芯片具有低功耗、高性能、安全性的特點,支持WiFi和藍牙5.0的協(xié)議,能滿足智能家居對各種復(fù)雜場景的連接的需求。

STAR-MC1作為安謀中國“星辰”系列處理器之一,支持Arm架構(gòu),但從設(shè)計到交付都是在中國完成的。STAR-MC1只是“星辰”系列處理器的第一個產(chǎn)品,后續(xù)還會有更多的路線和產(chǎn)品。

劉澍表示,安謀中國目前正在做的下一代處理器是基于v8.1架構(gòu)體系,將繼續(xù)在人工智能數(shù)據(jù)處理能力上有更大的提升?;谥袊袌龅妮斎?,會繼續(xù)高性能、低成本、低功耗的路線。同時也會持續(xù)關(guān)注中國IoT市場的特色發(fā)展,滿足用戶需求。

用中國的處理器支持中國的物聯(lián)網(wǎng)市場,星辰處理器將面臨更多機遇與挑戰(zhàn)。

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