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打造超高能效嵌入式环境 详解ARM Cortex-A32处理器

导读: Cortex-A32是ARM架构中独一无二的产品,拥有重要地位。Cortex-A32基于ARMv8-A架构,却是针对32位设计的处理器。下图介绍了Cortex-A32与ARMv8-A架构的匹配程度,并与Cortex-A35进行了对比。

  Cortex-A32是ARM架构中独一无二的产品,拥有重要地位。Cortex-A32基于ARMv8-A架构,却是针对32位设计的处理器。下图介绍了Cortex-A32与ARMv8-A架构的匹配程度,并与Cortex-A35进行了对比。

  打造超高能效嵌入式环境 详解ARM Cortex-A32处理器

  图一:Cortex-A32和ARMv8-A

  基于上述,Cortex-A35可以实现两种执行态,分别为32位AArch32及64位AArch64,从而充分发挥ARMv8-A架构的64位操作能力;相对比,Cortex-A32仅支持32位AArch32执行态,这一决定不仅进一步压缩产品面积,对于不需要64位操作能力的用例,还可以带来显著的功耗优化。

  无可否认,部分嵌入式应用可以从64位获益,但许多其他应用都是32位的,将来很长一段时间市场也会依旧如此,Cortex-A32则专为这些应用程序量身打造。

  AArch32执行态是早期Cortex-A处理器所用ARMv7-A架构的升级版。尽管不具备64位功能,但在其它某些功能却得到显著增强,使Cortex-A32与Cortex-A7和Cortex-A5相比更加高效;对基于更早ARM处理器的设计演变,或聚焦嵌入式市场的全新设计来说,都是理想的选择。

  对比ARMv7-A,AArch32在如下方面得到强化:

  添加多项新指令,密码函数性能提高;

  全新的负载获取及存储释放(Load Acquire and Store Release)指令,让访存排序更高效,与全新C++11访存排序语义匹配;

  额外的标量和单指令多数据结构(SIMD)浮点指令;

  更丰富的系统控制指令。

  对比早期的32位ARMv7-A处理器,Arrch32这些额外特性使其具备更佳的性能。

  Cortex-A32总线接口上的高级一致性扩展(Advanced Coherency Extensions,ACE)使其可以利用Cortex-A32构建支持完全一致的多处理器系统,按需升级,以实现更高的性能。不过,如果产品面积与功耗是最主要的限制因素,Cortex-A32也提供专门针对单处理器应用优化的版本, 移除一致性逻辑,实现更高功效。

  经过大物理地址扩展(Large Physical Address Extension,LPAE),Cortex-A32的可寻址内存空间得到扩展,超过Cortex-A5的32位(4GB),达到40位物理地址空间。

  核心本身配置了额外的高级功能,进一步提高效率。其中包括更灵活的功耗管理、更优化的电源域和保留电源门控(retention power gating)的延伸使用。

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