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Cortex-A7 发布于:

Cortex-A7 处理器是一种由ARM公司推出的基于ARMv7-A架构的高能效处理器,从2012年底开始被广泛用于低成本、全功能入门级智能手机。ARM Cortex™-A7 MPCore™ 处理器是 ARM 迄今为止开发的最有效的应用处理器,它显著扩展了 ARM 在未来入门级智能手机、平板电脑以及其他高级移动设备方面的低功耗领先地位。Cortex-A7 处理器的体系结构和功能集与 Cortex-A15 处理器完全相同,不同之处在于,Cortex-A7 处理器的微体系结构侧重于提供最佳能效,因此这两种处理器可在 big.LITTLE 配置中协同工作,从而提供高性能与超低功耗的终极组合。

该处理器与为其他Cortex-A系列处理器开发的程序完全兼容,并借鉴了高性能Cortex-A15处理器的设计,采用了包括虚拟化、大物理地址扩展 (LPAE) NEON 高级 SIMD 和 AMBA 4 ACE 一致性等全新技术。并着重考虑了性能与功耗间的平衡。采用了28nm工艺的单个Cortex-A7 处理器的能源效率是65nm工艺下的ARM Cortex-A8 处理器(被用于2010-2012年间的的许多流行智能手机)的5倍,性能提升50%,而尺寸仅为后者的五分之一。相对于2011年主流智能手机,2013年上市的采用Cortex-A7处理器的手机,其CPU性能提升可高达20%而功耗降低60%。

Cortex-A7处理器还可与Cortex A15核心一起组成big.LITTLE架构。

Cortex-A7处理器在28nm工艺下处理器主频不低于1GHz,单核面积为0.45mm2,带FP、NEON™和32K L1高速缓存。

Cortex-A7 MPCore

架构

ARMv7-A Cortex

多核

单处理器群集中的 1-4X SMP通过 AMBA® 4 技术实现多个一致的 SMP 处理器群集

ISA 支持

ARMThumb-2TrustZone® 安全技术NEON™ 高级 SIMDDSP & SIMD 扩展VFPv4 浮点Jazelle® RCT硬件虚拟化支持大物理地址扩展 (LPAE)

内存管理

ARMv7 内存管理单元

调试和追踪

CoreSight™ SoC-400

Cortex-A7 MPCore 主要功能

Thumb-2 技术

可为传统 ARM 代码提供最高性能,对于存储指令占用的内存,最多可节省 30% 的空间。

TrustZone 技术

确保安全应用的可靠实现,适合从数字版权管理到电子支付等应用。

NEON

NEON 技术可加速多媒体和信号处理算法(如视频编码/解码、2D/3D 图形、游戏、音频和语音处理、图像处理技术、电话和声音合成)。

DSP 和 SIMD 扩展

增加高性能应用中 ARM 解决方案的 DSP 处理能力,同时通过便携式、电池电源设备提供所需的低功耗。DSP 扩展经过优化,适用于范围广泛的软件应用,包括伺服马达控制、VoIP 和视频音频编解码器。

浮点

对半精度、单精度和双精度浮点运算中的浮点操作提供硬件支持。Cortex-A7 处理器的浮点功能增强了下一代消费类产品(如 Internet 设备、机顶盒和家用网关)中使用的浮点运算的性能。

Jazelle RCT

最多可使即时生产 (JIT) 和提前编译的字节码语言的代码大小缩小 3 倍,以便提高传统虚拟机的速度。

硬件虚拟化

针对数据管理和仲裁的高效硬件支持,通过此方式,多个软件环境及其应用程序将能够同时访问系统功能。这样,就实现了可靠、具有相互隔离的虚拟环境的设备。

大物理地址扩展 (LPAE)

大物理地址扩展 (LPAE) 的引入允许处理器可访问最大 1TB 内存。

优化的 1 级高速缓存

性能和功率优化的 L1 高速缓存结合了最低访问延迟技术,可以在最大程度上提高性能和降低功耗。高速缓存中可配置大小的 8kB~64KB 用于指令和数据。还为实现高速缓存一致性提供了增强处理器间通信的选项或支持富 SMP 功能操作系统的选项,以便简化多核软件开发。

集成、可配置大小的 2 级高速缓存控制器

在高频率设计或需要降低与芯片外内存访问关联的能耗的设计中,最多可对 1 MB 高速缓存内存提供低延迟、高带宽访问。L2 高速缓存在 Cortex-A7 上是可选的。

AMBA® 4 高速缓存一致性互连 (CCI)

CCI 提供符合 AMBA 4 AXI™ 一致性扩展 (ACE) 的端口,以在多个 Cortex-A7 MPCore 处理器之间实现完全一致,可以更好地利用高速缓存并简化软件开发。此功能对于高带宽应用是必需的,包括需要一致的单核和多核处理器的群集的游戏、服务器和网络。CCI 与 ARM CoreLink™ 网络互连和内存控制器 IP 相结合,提高了系统性能和能效。

Cortex-A7 NEON 媒体处理引擎 (MPE)

Cortex-A7 MPE 提供了一个引擎,该引擎可同时提供 Cortex-A7 浮点单元的性能和功能以及 NEON 高级 SIMD 指令集实现,以便进一步提高媒体和信号处理功能的速度。MPE 扩展了 Cortex-A7 处理器的浮点单元 (FPU) 以提供一个 quad-MAC 以及附加的 64 位和 128 位寄存器集,在 8 位、16 位和 32 位整型以及 32 位浮点数据量的基础上支持一组丰富的 SIMD 操作。

Cortex-A7 浮点单元 (FPU)

FPU 提供了与 ARM VFPv4 体系结构兼容的高性能的单双精度浮点指令,该体系结构是与上一代 ARM 浮点协处理器兼容的软件。

作为独立处理器,Cortex-A7 可以使 2013-2014 年期间低于 100 美元价格点的入门级智能手机与 2010 年 500 美元的高端智能手机相媲美。这些入门级智能手机在发展中世界将重新定义连接和 Internet 使用

Cortex-A7 MPCore 处理器融合了各种各样的 ARM 技术并由这些技术提供支持,包括系统 IP、物理 IP 和开发工具。此技术由来自 ARM Connected Community™ 的各种不同 SoC 和软件设计解决方案、工具和服务提供补充,为 ARM 合作伙伴提供了一个涵盖全功能开发、验证和生产的通道,增加了设备的吸引力同时显著缩短了上市时间。

系统 IP

ARM CoreLink™ 互连和内存控制器 IP 解决了在多个 Cortex-A7 MPCore 处理器、高性能媒体处理器和动态内存之间高效移动和存储数据的重大难题,优化了 SoC 的系统性能和功耗。使用 CoreLink 系统 IP,SoC 设计人员可以最大限度地利用内存带宽并缩短静态和动态延迟。ARM CoreSight™ 技术不仅提供了有关 Cortex-A7 MPCore 处理器的所有内核的完整片上调试和相关的实时跟踪可见性,还降低了风险并加快了高质量多处理软件的开发速度。最佳系统带宽和延迟由全新的 AMBA® 4 高速缓存互连(CCI) 提供。CCI 提供符合 AMBA 4 AXI™ 一致性扩展 (ACE) 的端口,以在多个 Cortex-A7 MPCore 处理器之间实现完全一致,可以更好地利用高速缓存并简化软件开发。此功能对于高带宽应用是必需的,包括需要一致的单核和多核处理器的群集的游戏、服务器和网络。CCI 与 ARM CoreLink 网络互连和内存控制器 IP 相结合,提高了系统性能和能效。

物理 IP

ARM 物理 IP平台可提供工艺上得到优化的 IP,从而能够在采用 40 纳米及以下工艺时获得同类最佳的 Cortex-A7 处理器实现。Cortex-A15 处理器由一组高性能处理器优化包 (POP) 提供支持,这些优化包中包含适用于 28 纳米技术的高级 ARM 物理 IP,支持快速开发领先的物理实现。ARM 还在很早就着手准备,确保遵循旨在实现 20nm 优化的路线图。优化包支持 ARM 旨在提供专用型物理 IP 的战略,以支持合作伙伴获得优化的 ARM 内核实现。ARM 独家拥有同时设计优化包和 Cortex-A7 MPCore 处理器体系结构的功能,支持组合使用处理器和物理 IP 以在移动功率包络中提供工作站级性能,同时加快上市速度。

工具支持

所有 ARM 处理器在 ARM Development Suite 5 (DS-5™) 工具套件和范围广泛的第三方工具、操作系统和 EDA 流中都是完全受支持的。ARM DS-5 软件开发工具独一无二,能够提供的解决方案充分利用完整 ARM 技术组合的优势。ARM Development Studio 5 (DS-5™) 提供了一整套软件工具,用于创建、调试和优化基于 Cortex-A15 MPCore 处理器的系统。它纳入了 DS-5 调试器,该调试器具有强大且直观的图形环境,支持快速调试裸机、Linux 和 Android 本机应用程序。此外,其中包含的全新 ARM Streamline™ 性能分析器简化了软件中的热点识别和内核之间的负载平衡。ARM 编译器支持在芯片可用之前进行早期软件开发,此编译器已包括针对 Cortex-A15 MPCore 处理器的特定优化,ARM Versatile™ 参考虚拟平台基于 ARM 快速模型技术构建。此虚拟平台可供 6 个月免费评估。

截止到2014年已上市的Cortex-A7芯片有联发科的MT6589(含有MT6589M、MT6589T和普通版MT6589三种规格)和全志A31。都是四核芯产品。

其中MT6589系列被广泛用于2013年的千元安卓智能手机,如红米,华为G700/610,中兴U956等。


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