Cortex-M的M0，M+，M3，M4，M7几种内核的简单区别

只看该作者 · 2024-9-26 13:00

ARM处理器性能图：

知识补贴：

之所以ARM公司会把Cortex-M分为这么多系列，主要是针对不同的应用领域；下面详细介绍：

Cortex-M分为：M0，M0+，M3，M4，M7

M0，M0+：基础版本，从图中可以看出来，有过于基础，所以生产不出来高性能的STM32的单片机；

M3：目前最主流的设计内核选型，应用范围广；

M4：比较着M3的内核来说，M4处理器添加了DSP的数据（这里可以认为是浮点数）处理的指令；

重点解释一下：对于CPU（不是SOC）来说，运算浮点类型的数据是很麻烦的一件事，在选型的时候，如若用应用的领域需要大量浮点数据的运算的时候，那么就要选择M4的内核，M4会大大提高处理器性能和运算速度，而如果要要处理的浮点数据不多，则可以直接选择M3内核处理器；比如项目是平衡车或者平衡器的时候选择M4比较好；

M7：性能好和功耗高兼具，适合追求极致性能项目；

只看该作者 · 2024-10-3 07:48

Cortex-M0：这是Cortex-M系列中最基础的内核，提供了一个简单的3级流水线和Thumb指令集。它适合于成本敏感型和低功耗的应用。
Cortex-M0+‌：M0+是对M0的改进版，提供了更好的性能和更低的功耗。它引入了更多的优化，如分支预测和更高效的中断处理。
Cortex-M3：M3内核引入了更高级的特性，如可选的硬件乘法器和更复杂的流水线结构。它支持Thumb-2指令集，提供了更好的代码密度和性能。
Cortex-M4：M4内核在M3的基础上增加了单指令多数据（SIMD）指令和数字信号处理（DSP）指令，使其更适合于需要高性能数字信号处理的应用。
Cortex-M7：M7是Cortex-M系列中性能最高的内核，它提供了双发射指令解码和更高性能的流水线。M7还支持浮点单元（FPU）和更多高级的DSP指令，适用于需要极高性能的应用。

只看该作者 · 2024-10-3 13:15

Cortex-M内核的选择主要取决于具体应用的需求。从M0到M7，性能逐渐提高，但功耗也随之增加。

1万 · 2024-10-4 14:36

Cortex-M0：这是Cortex-M系列中的基础版本，具有低功耗的设计特点。它是一款32位、3级流水线RISC处理器，运算能力可以达到0.9 DMIPS/MHz。相较于其他16位和8位处理器，Cortex-M0在同样任务的执行上只需较低的运行速度，从而大幅降低了整体的动态功耗。

只看该作者 · 2024-10-4 15:04

在 Cortex-M3 的基础上，增加了数字信号处理（DSP）指令和一个硬件浮点单元（FPU，可选），大大增强了数字信号处理和浮点运算能力，能够高效地处理复杂的数字信号处理任务，如音频处理、电机控制等。

1万 · 2024-10-4 18:10

Cortex-M7处理器有一个有序的超标量管道，可以双重发出许多指令，从而提高了处理器的吞吐量。这使得Cortex-M7非常适合追求极致性能的项目。

1万 · 2024-10-5 10:06

相比于M3，M4处理器添加了DSP的数据（可以认为是浮点数）处理的指令。

1万 · 2024-10-5 16:16

相较于Cortex-M3，Cortex-M4添加了浮点运算单元（FPU），从而大大提高了处理器在处理浮点数据时的性能和运算速度。这使得Cortex-M4非常适合需要复杂数学计算的应用，如平衡车、平衡器等。

只看该作者 · 2024-10-5 20:59

Cortex-M0

定位：Cortex-M0是ARM公司推出的一款基础版微控制器核心，基于ARMv6-M架构设计。
特点：Cortex-M0提供低成本、低功耗的解决方案，适用于简单的微控制器应用。它的硬件设计紧凑，功率消耗低，适合在功率和空间受限的应用中使用。
Cortex-M0+

定位：作为M0的升级版本，Cortex-M0+提供了更高的性能和更低的能耗。
特点：相比M0，M0+在保持低功耗的同时，提升了处理能力，支持更多的指令集，使其更适合需要稍微复杂一些的应用场合。
Cortex-M3

定位：Cortex-M3是目前最主流的设计内核之一，广泛应用于各种嵌入式系统中。
特点：Cortex-M3基于ARMv7-M架构，具有32位处理能力，支持高效的数据处理和低延迟中断处理。它包括许多高级功能，如嵌套向量中断控制器（NVIC）等，适合高性能嵌入式系统。
Cortex-M4

定位：Cortex-M4在M3的基础上增加了数字信号处理（DSP）和浮点运算能力。
特点：M4特别适合于需要进行复杂数字处理的嵌入式应用，如音频处理、电机控制等。它包含一个32位CPU，并增加了专门用于DSP和浮点运算的硬件支持，提高了处理器性能和运算速度。
Cortex-M7

定位：Cortex-M7是追求极致性能的项目的理想选择。
特点：M7采用Superscalar技术，可以在一个时钟周期内执行多条指令，大大提高了处理器的性能。它还支持双精度浮点运算，具备处理复杂数值运算的能力。此外，M7还具有高速缓存技术和错误检测纠正技术，增强了系统的可靠性和鲁棒性。

只看该作者 · 2024-10-8 10:39

相比 Cortex-M0，性能有所提升，具有更高的能效比。耗电量仅 9μA/MHz，约为主流 8 位或 16 位处理器的 1/3，却能提供更高的性能。

1万 · 2024-10-16 09:25

相比M0和M0+，M3具有更高的性能和更丰富的指令集。

只看该作者 · 2024-10-16 14:49

M0和M0+是基础版本的内核，生产不出高性能的STM32单片机。

Cortex-M的M0，M+，M3，M4，M7几种内核的简单区别

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