低功耗工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)解決方案

　　ARM9性能不夠?Cortex-A8價格偏高?528MHz主頻的Cortex-A7是否能填補空缺呢?若528MHz的主頻略有欠缺，那800MHz主頻的Cortex-A7是否能打消您的疑慮呢?

　　微電子行業(yè)的高速發(fā)展，MCU的內(nèi)核也在迅猛發(fā)展，工程師們對MCU的選型也提出了更高的功能和性能方面的需求。嵌入式MCU選型主要是以性能和外圍功能為主。下面我們來主要看下Cortex-A7和Cortex-A8的性能和外圍功能的區(qū)別。

　　圖1 ARM發(fā)布的內(nèi)核構(gòu)架時間

　　首先，我們了解下ARM Cortex-A系列內(nèi)核的發(fā)布時間。 我們從圖一，可以看出Cortex-A8發(fā)布的時間很早，是屬于ARMv7-A架構(gòu)的第一款Cortex-A系列的內(nèi)核;Cortex-A7是后期才發(fā)布的，集合了前期發(fā)布內(nèi)核的優(yōu)點，彌補缺點，在性能和功能上都有很大的增強。

　　其次，我們看下Cortex-A7和Cortex-A8性能。MCU的性能表現(xiàn)主要是以內(nèi)核構(gòu)架和制作工藝。我們先看下Cortex-A7和Cortex-A8內(nèi)核構(gòu)架圖。

　　圖2 Cortex-A7內(nèi)核

　　Cortex-A7 處理器是一種由ARM公司推出的基于ARMv7-A架構(gòu)的高能效處理器，采用28nm/40nm制造工藝，可實現(xiàn)單核多核MCU。該處理器與其他Cortex-A系列處理器開發(fā)的程序完全兼容，并借鑒了Cortex-A15高性能處理器的設(shè)計，采用了包括虛擬化、大物理地址擴展 (LPAE) NEON 高級 SIMD 和 AMBA 4 ACE 一致性等全新技術(shù)。Cortex-A7 處理器著重考慮了性能與功耗間的平衡。

　　圖3 Cortex-A8內(nèi)核

　　ARM Cortex-A8處理器在2005年被引入市場，作為ARMv7-A架構(gòu)的第一個處理器，采用45nm/65nm制造工藝。Cortex-A8可作為高性能單核處理器使用，廣泛應(yīng)用于嵌入式領(lǐng)域，智能手機，上網(wǎng)本，打印機和各種其他消費類設(shè)備等移動消費類設(shè)備。自推出以來，Cortex-A8處理器已經(jīng)被Cortex-A15和Cortex-A17處理器所取代，但它在高性能32位計算競爭中代表著轉(zhuǎn)折點，并且仍然廣泛部署在許多嵌入式應(yīng)用。

　　從上面的內(nèi)核構(gòu)架可以看出，Cortex-A8處理器是第一款ARMv7-A架構(gòu)的處理器，是高性能的的單核處理器。Cortex-A7作為最新ARMv7-A架構(gòu)的MCU，并借鑒了Cortex-A15高性能處理器的設(shè)計，性能有很大的提升。從制造工藝上，Cortex-A7用28nm/40nm的制造工藝比Cortex-A8的45nm/65nm，在功耗方面Cortex-A7有很大優(yōu)勢。

　　最后，針對Cortex-A7和Cortex-A8的內(nèi)核，我們來選擇市面上主流的代表MCU，進行簡單外圍接口對比。我們將選擇800M主頻的Cortex-A7和Cortex-A8的MCU進行對比，分別是Freescal Cortex-A7 i.MX 6ULL和某知名品牌Cortex-A8 AM335X。

　　表1 外圍接口對比表

　　通過表一，可以看出Cortex-A7和Cortex-A8內(nèi)核的MCU，外圍接口都很豐富，Cortex-A7內(nèi)核的MCU參考了Cortex-A8內(nèi)核的MCU外圍資源，使得Cortex-A7內(nèi)核的MCU更加貼近嵌入式的應(yīng)用，尤其是8串口設(shè)計，極大的解決了工業(yè)場合對多串口的需求，高速SD卡接口的設(shè)計，解決了大數(shù)據(jù)的存儲問題。

　　致遠電子的M6Y2C是一款工業(yè)控制核心板,采用 Freescale Cortex-A7 800MHz主頻的處理器，以先進的電源管理架構(gòu)帶來更低功耗。標配8路UART、2路USB OTG、2路CAN-Bus、2路以太網(wǎng)等接口;標配256MB DDR3和256MB NAND Flash、硬件看門狗;通過嚴格EMC和高低溫測試，確保核心板在嚴酷的環(huán)境下穩(wěn)定工作。

　　圖4 M6Y2C-256F256LI-T核心板

　　以上我們通過分析Cortex-A7和Cortex-A8內(nèi)核構(gòu)架和制作工藝，可以看出在同性能情況下Cortex-A7的低功耗表現(xiàn)得尤為突出，符合目前市面上對嵌入式設(shè)備需求。通過外圍接口的對比，我們看出Cortex-A7內(nèi)核的MCU外圍接口豐富，符合目前嵌入式設(shè)備要求的單芯片解決方案。根據(jù)Cortex-A7市場推廣，Cortex-A7內(nèi)核的MCU價格會低于Cortex-A8內(nèi)核的MCU，所以在Cortex-A7內(nèi)核的MCU進入市場會對Cortex-A8內(nèi)核的MCU市場，有很大的沖擊，將會在客戶新產(chǎn)品設(shè)計上占有很大市場。