Arm中国“星辰”处理器量产！与Cortex-M有何区别？

全球移动通信系统协会（GSMA）移动智库数据预测，到2025年，全球物联网的市场份额将会超过1.1万亿美元，以中国为主体的亚太地区，将会以3860亿美元的金额成为全球最大的物联网的市场，北美和欧洲则会成为第二、第三大市场。

图片源自Pixabay

未来的物联网应用，将面临更低功耗，更多个性化外设功能的需求。相应的，未来世界对与物联网发展密不可分的MCU也将提出更多需求，这些需求将包括给用户提供可靠的安全感。例如，产品的安全性、供应链的稳定供货、产品的加密程度和应用层面的安全。其次，由于未来物联网对射频的需求，包括对蓝牙、WiFi、Zigbee甚至Sub-G的传输需求的增多，MCU还需要丰富的接口。最后，MCU还需要具有低功耗和可靠性。 

对于中国这块巨大的物联网市场而言，对MCU有着更为本土化需求。但目前的中国市场上，大部分MCU都是基于ARM的Cortex-M核心，没有专门针对中国市场的核心。

本周，安谋中国发布了首颗面向中国本土的处理器——“星辰”处理器（STAR-MC1）的研发过程、特点以及落地情况。目前，该处理器已正式进入商用阶段。

安谋中国的首款“星辰”处理器

STAR-MC1作为“星辰”系列产品的第一款产品，支持现有的Armv8-M架构的所有特点以及最新的指令扩展。根据安谋中国产品研发副总裁刘澍的说法，该款处理器是一款非常紧耦合性的高效微处理器，性能达到1.5DMIPS/ MHz -4.02Coremark/MHz，同时继承Armv7和Armv8结构的DSP指令和浮点计算单元。同上一代Arm处理器相比较，在同一主频下，这些新结构体系的升级可以使STAR-MC1的性能提升20%。

对于Armv8-M而言，将安全技术引入到该架构中，采用Trustzone安全方案，将运行环境隔离成安全区与非安全区，让用户的敏感的运行程序在安全区内运行，应用型程序在非安全区运行。Trustzone是Arm公司在2006年提出，并在A系列处理器中得以应用，如今在M级别的处理器中继续沿用，保障MCU对安全性的需求。

安谋中国的合作伙伴灵动微电子的董事长兼总经理吴忠洁表示，安全性是MCU最重要特性之一，如果一个方案被破译，方案商就要承受巨大的损失。

同时，Armv8-M中还植入了用于定制化扩展的协处理器接口和用户可定制化指令集。前者可以帮助用户面对细分市场做出不同的创新，后者可以方便用户定制自己的指令集。一方面，能够把用户自己的特色操作固化在CPU流水线中，达到非常高的执行效率，另一方面，也能保护客户的知识产权以及提供差异化服务。这些Armv8-M创新性的架构，都能在“星辰”处理器中得以实现。

此次发布的STAR-MC1创新性则在于处理器数据读取效率的提升，这是由于在M级别的处理器中引入了整个Cache结构，处理器的数据读取无需通过总线或者外部存储器即可读取。

Arm的Cortex-M，安谋中国的STAR

“星辰”处理器具有本土化的特点，安谋中国方面表示，在定义这款处理器时，针对中国市场进行充分的调研，充分听取和发掘了国内众多合作伙伴的需求和对应用的理解。

安谋中国刘澍表示，“星辰”处理器也可以称之为中国的Cortex-M，不过两者没有很大的交叠，“星辰”处理器较Arm现有的处理器而言，有着自己的独特性，安谋中国在定义这款产品的同时，同Arm团队进行了充分的交流与沟通，通过双方互相印证，得出具有创新性的产品，无论是国内还是国外，都有类似的产品需求。

不同于Cortex-M，“星辰”处理器采用新指令架构的升级、新存储器子系统提高系统的效能，除此之外，“星辰”处理器还采取中国客户的建议，加入Flash Interface的外部操作，这是过去Arm的CPU里所没有的。值得一提的是，此次安谋中国团队几乎与Arm剑桥团队同步推出新的架构升级和可定义化指令集，这展示了中国团队突出的执行力、设计能力以及验证能力。

对于客户而言，尽管“星辰”处理器相当于一款全新的产品，但完全不用担心使用习惯以及生态上的改变，因为二者都是基于Armv8-M架构的处理器，Arm繁荣而完善的生态系统、应用程序、工具层的优势同样可以被完全利用，IP、CMSIS标准软件库的支持、TCM接口的集成以及整个低功耗的管理方法也都相同。因此，用户和芯片客户在使用“星辰”处理器时也无需因为变化而承担风险和困难。

安谋中国的合作伙伴灵动微电子的董事长兼总经理吴忠洁也表示，正是因为Arm标准品质的保证以及国内团队的研发生产，才选择了STAR Core。

值得一提的是，由于是中国本土创新的产品，所以在中国进行IP授权时，无论是在商务还是在配置上，会更加灵活，有非常多不同的模式支持不同需求的客户。

星辰处理器，未来可期

目前，“星辰”处理器已经有30多个授权客户，其中有21个客户已经进行项目集成、设计，7个项目已经流片。全志科技最近也发布了基于“星辰”处理器的IoT芯片XR806，该芯片具有低功耗、高性能、安全性的特点，支持WiFi和蓝牙5.0的协议，能满足智能家居对各种复杂场景的连接的需求。

STAR-MC1作为安谋中国“星辰”系列处理器之一，支持Arm架构，但从设计到交付都是在中国完成的。STAR-MC1只是“星辰”系列处理器的第一个产品，后续还会有更多的路线和产品。

刘澍表示，安谋中国目前正在做的下一代处理器是基于v8.1架构体系，将继续在人工智能数据处理能力上有更大的提升。基于中国市场的输入，会继续高性能、低成本、低功耗的路线。同时也会持续关注中国IoT市场的特色发展，满足用户需求。

用中国的处理器支持中国的物联网市场，星辰处理器将面临更多机遇与挑战。

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