痞子衡嵌入式：ARM Cortex-M內核那些事（2）- 第一款微控制器

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　　大家好，我是痞子衡，是正經搞技術的痞子。今天痞子衡給大家介紹的是第一款Cortex-M微控制器。

1.天生榮耀：ARM Cortex-M處理器由來

　　ARM公司自2004年推出ARMv7內核架構時，摒棄了以往"ARM+數字"這種處理器命名方法（ARM11之前的處理器統稱經典處理器系列），重新啟用Cortex來命名，并將Cortex系列細分為三大類：

• Cortex-A系列：面向性能密集型系統的應用處理器內核
• Cortex-R系列：面向實時應用的高性能內核
• Cortex-M系列：面向各類嵌入式應用的微控制器內核

　　Cortex-M系列主要是用來取代經典處理器ARM7系列（比如基于ARMv4架構的ARM7TDMI），Cortex-M比ARM7的架構高了3代，性能也有較大提升，所以新的設計推薦使用Cortex-M，關于從ARM7到Cortex-M的移植詳見ARM官網指導 ARM7處理器系列，想要對ARM內核版本演變有更多了解，可以看看我的另一篇博客 ARM內核體系架構編年史(精簡版)。

2.羽翼漸豐：ARM Cortex-M處理器家族

　　從2004年ARM公司推出第一款基于ARMv7M架構的Cortex-M3處理器開始，至今(2018)為止Cortex-M處理器家族已經發展到了Cortex-M33，下面是具體各處理器的發布時間及特點：

• Cortex-M3：2004年10月發布，基于ARMv7M架構，面向標準嵌入式市場的高性能低成本的ARM處理器
• Cortex-M1：2007年03月發布，基于ARMv6M架構，專門面向FPGA中設計實現的ARM處理器
• Cortex-M0：2009年02月發布，基于ARMv6M架構，面積最小以及能耗極低的ARM處理器
• Cortex-M4：2010年02月發布，基于ARMv7M架構，在M3基礎上增加浮點、DSP功能以滿足數字信號控制市場的ARM處理器
• Cortex-M0+：2012年03月發布，基于ARMv6M架構，在M0基礎上進一步降低功耗的ARM處理器
• Cortex-M7：2014年09月發布，基于ARMv7M架構，在M4基礎上進一步提升計算性能和DSP處理能力的ARM處理器，主要面向高端嵌入式市場
• Cortex-M23：2016年11月發布，基于ARMv8M baseline架構，在M0/M0+基礎上加入TrustZone安全特性支持的ARM處理器，滿足IoT物聯網安全要求。
• Cortex-M33：2016年11月發布，基于ARMv8M mainline架構，在M3/M4基礎上加入TrustZone安全特性支持的ARM處理器，滿足IoT物聯網安全要求。

　　關于ARM Cortex-M具體特點 詳見官網介紹 ARM Cortex-M內核系列介紹

　　備注：每個Cortex-Mx處理器并非只有一個版本，以Cortex-M3為例，至今已有4個版本：r0p0、 r1p0、 r1p1、 r2p0，版本間有微小差異，詳見 ARM Cortex-M系列內核文檔

3.初露鋒芒：第一款Cortex-Mx微控制器產品

　　ARM公司提供了強大的Cortex-M處理器，接下來就到了各大半導體OEM廠商施展身手的時候了，誰都知道，搶占市場先機很重要，接下來讓我們看看到底是誰分別搶先發布了ARM Cortex-Mx第一款微控制器：

• 2006年03月，流明諾瑞Luminary Micro（09年被TI收購）率先推出了第一款基于ARM Cortex-M3處理器的Stellaris LM3S系列MMCU，但當時反響寥寥，直到2007年6月ST同樣推出基于該內核的STM32 F1系列MCU才使之大放光芒。
• 2009年03月，恩智浦半導體NXP率先推出了第一款基于ARM Cortex-M0處理器的LPC1100系列MCU。
• 2010年08月，飛思卡爾半導體Freescale（15年被NXP并購）率先推出了第一款基于ARM Cortex-M4處理器的Kinetis K系列MCU。
• 2012年11月，恩智浦半導體NXP繼續率先推出了第一款基于ARM Cortex-M0+處理器的LPC800系列MCU。
• 2014年09月，意法半導體ST率先推出了第一款基于ARM Cortex-M7處理器的STM32 F7系列MCU。

4.逐鹿中原：Cortex-Mx微控制器產品市場份額

　　有的時候，搶占了先機，但不一定能笑到最后，打江山容易守江山難。Cortex-M微控制器市場發展至今，天下大勢，分分合合，各半導體廠商為了爭奪市場份額，各顯神通：

• 意法半導體：主打通用市場份額、產品價格優勢第一，旗下產品線STM32囊括Cortex-M家族全系列，對于競爭對手的合并動作不以為意。
• 恩智浦半導體：主打汽車半導體市場、產品線廣度第一，并購飛思卡爾后，旗下Kinetis產品線（Cortex-M0+/4/7）以及LPC產品線（Cortex-M0/0+/3/4）整合出最廣產品線。
• 賽普拉斯半導體：主打存儲器領域市場、產品總數量第一，收購飛索半導體Spansion以及博通IoT部門后，造就最多產品數。

　　此外一些知名半導體廠商在Cortex-M產品市場份額爭奪戰中漸漸掉了隊，比如收購Luminary的德州儀器TI，因為其DSP產品超強計算能力以及MSP430產品超低功耗優勢，導致其對于Cortex-M產品推廣未盡全力；還有8/16位 MCU時代霸主愛特梅爾Atmel（16年被Microchip收購），其8051及AVR產品的優勢導致其在Cortex-M之戰中失了先機。

　　Cortex-M處理器還在繼續發展，32bit微控制器市場風云變幻，誰都不知道到底下一秒鹿死誰手。

參考資料：

[1]. 你知道哪家半導體擁有最多種基于Cortex-M 內核的MCU？

[2]. 忘掉MCU吧 解析Cortex-M4的時代

[3]. 【揭秘】9年時間，ST如何把STM32出貨從0做到16億的？

[4]. 恩智浦+飛思卡爾后你需要知道的十件事

[5]. Cypress與Spansion都聯姻了，你還在等什么？

[6]. 非ARM架構MCU四面楚歌，搶來的Atmel適合Microchip嗎？