ARM实时处理器Cortex-R8介绍_Cortex-R系列处理器盘点

　　说起ARM处理器，大家肯定都会想到Cortex-A系列，但这只是人家三大产品线之一的高性能应用处理器，同时还有非常低调的Cortex-M系列微控制器、Cortex-R系列实时处理器。

　　本文主要和大家说说Cortex-R系列，衍生产品中体积最小的ARM处理器，这一点也最不为人所知。Cortex-R处理器针对高性能实时应用，例如硬盘控制器（或固态驱动控制器）、企业中的网络设备和打印机、消费电子设备（例如蓝光播放器和媒体播放器）、以及汽车应用（例如安全气囊、制动系统和发动机管理）。Cortex-R系列在某些方面与高端微控制器（MCU）类似，但是，针对的是比通常使用标准MCU的系统还要大型的系统。

　　

　　Cortex-R8介绍

　　2016年2月份，ARM推出新款实时处理器Cortex-R8。ARM表示，Cortex-R系列实时处理器主要是为要求高可靠性、高可用性、高容错性、高维护性、实时响应的嵌入式系统提供高性能计算解决方案。

　　Cortex-R8在架构设计上基本延续了Cortex-R7的特点，仍然是11级乱序流水线，ARMv7-R指令集，向下兼容，不过Cortex-R8支持最多四个核心，比上代翻一番，而且各个核心可以非对称运行，有自己的电源管理，所以能单独关闭以省电。

　　

　　每个核心还可以搭配最多2MB低延迟的紧耦合缓存（TCM），包括1MB指令、1MB数据，整个处理器最多8MB。相比之下，Cortex-R7每个核心最多只有128KB指令/数据缓存。

　　Cortex-R8可以采用28/16/14nm等不同工艺制造，其中在28nm HPM工艺下主频最高可达1.5GHz，性能最高15000 Dhrystone MIPS，是现在Cortex-R7的两倍，而核心面积最小可以做到仅仅0.33平方毫米。

　　

　　Cortex-R8可广泛用于智能手机、平板电脑、车联网、物联网等领域，尤其是能满足4G LTE-A、4.5G LTE-A Pro、5G通信基带和大容量存储器对低延迟、高性能和高能效的要求。

　　ARM Cortex-R系列处理器盘点

　　一、Cortex-R4

　　作为Cortex-R系列第一款产品，Cortex-R4非常适合汽车应用。Cortex-R4主频可以高达600MHz（具有2.45DMIPS/MHz），配有8级流水线，具有双发送、预取和分支预测功能、以及低延迟中断系统，可以中断多周期操作而快速进入中断服务程序。Cortex-R4还可以与另外一个Cortex-R4 构成双内核配置，一同组成一个带有失效检测逻辑的冗余锁步（lock-step）配置，从而非常适合安全攸关的系统。　

　

　　二、Cortex-R5

　　对于ARM R系列强调功能安全的RCortex-R5来说，能够很好的服务于网络和数据存储应用，它扩展了Cortex-R4的功能集，从而提高了效率和可靠性，增强了可靠实时系统中的错误管理。其中的一个系统功能是低延迟外设端口（LLPP），可实现快速外设读取和写入（而不必对整个端口进行“读取-修改-写入”操作）。Cortex- R5还可以实现处理器独立运行的“锁步（lock-step）”双核系统，每个处理器都能通过自己的“总线接口和中断”执行自己的程序。这种双核实现能够构建出非常强大和灵活的实时响应系统

　　

　　三、Cortex-R7

　　Cortex-R7极大扩展了R系列内核的性能范围，时钟速度可超过1GHz，性能达到3.77DMIPS/MHz。Cortex-R7上的11级流水线现在增强了错误管理功能，以及改进的分支预测功能。多核配置也有多种不同选项：锁步、对称多重处理和不对称多重处理。Cortex-R7还配有一个完全集成的通用中断控制器（GIC）来支持复杂的优先级中断处理。不过，值得注意的是，虽然Cortex-R7具有高性能，但是它并不适合运行那些特性丰富的操作系统（例如Linux和Android）的应用，Cortex-A系列才更适合这类应用。

　　

　　四、Cortex-R52

　　作为Cortex-R系列最新款微处理器，Cortex-R52基于改进的ARMv8-R架构，算是之前Cortex-R5的升级版，但和Cortex-R7\R8在应用领域上有区别，前者设定在汽车、工业和医疗保健的自动化领域，后者在存储低延迟和Modem上做了强化，主力车联网、物联网、4\5G方案等。配置上，Cortex-R52最高支持4核心，相比R5，有着35%的性能提升，上下文切换（乱序）提高14倍，入口抢占提高2倍，支持硬件虚拟化技术。

　　按照ARM的说法，简单的中控系统可直接用Cortex-R52，但是像工业机器人和ADAS（先进辅助驾驶）系统则建议配合Cortex-A、Mali GPU等提升整体运算。