如何发挥ARM Cortex-M3和M4微控制器最大作用？

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2014-02-05 00:03

来源：与非网

　　Cortex-M3对比Cortex-M4

　　Cortex-M3架构背后的指导思路是设计一种既要满足应用的成本效益又要提供高性能计算和控制1的处理器。类似的应用包括汽车车身系统、工业控制系统和无线网络/传感器产品等。M3系列为32位的ARM处理器架构引进了多项重要特性，包括：

　　●不可屏蔽式中断

　　●高度确定性、嵌套、向量式中断

　　●原子位操作

　　●可选的存储保护（MPU）

　　除了绝佳的计算性能，Cortex-M3处理器先进的中断结构还能确保系统迅速响应真实世界的事件，同时仍然提供极低的动态与静态功耗2.

　　Cortex-M3和M4处理器共享许多相同的设计要素，包括先进的片内调试特性，以及执行完整ARM指令集或ARM指令子集（用于THUMB2处理器）的能力。Cortex-M4处理器的指令集具有增强的高效DSP特性库，包括扩展的单周期16/32位乘法累加器（MAC）、双16位MAC指令、优化的8/16位SIMD运算及饱和运算指令。总体来说，M3与M4最显著的差别在于，M4具有可选的单精度（IEEE-754）浮点单元（FPU）。

　　多项秘诀造就巧妙解决方案

　　嵌入式设计的成败经常取决于如何在系统性能、能耗和解决方案成本之间找到适当的平衡。许多情况下，开发人员可以采用Cortex-M处理器上的独特特性来优化产品成本或能源需求，同时维持、甚至提升它的性能。例如，Cortex-M内核天生的串行I/O能力能够用于节省能源、简化开发、释放外设以用于其它应用任务。

　　除了传统的串行调试（Serial Wire Debug）功能之外，基于ARM Cortex-M的MCU还可以通过它的单引脚串行监视器输出（Serial Wire Viewer Output，SWO）3提供指令跟踪接口。这个接口可以直接把“printf格式的”调试信息传递给应用代码。SWO允许调试信息直接在任何标准的IDE中浏览。此外，这些信息也可以用独立的SWO监视器（例如，Segger的J-Link SWO Viewer软件4，或是Silicon Labs的energyAware Commander 4）进行浏览。由于SWO输出内建于内核硬件本身，因此它是Cortex-M内核与生俱来的优点。SWO不占用MCU的任何UART接口，这些接口它们可能早已被分配给了应用。