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好文收藏丨Cortex-A5从了解到上手实践,你想知道的都在这里!

2019-01-08
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过去 10 年里,在 Arm DesignStart 的帮助下,多家芯片初创企业和设备制造商 (OEM) 利用行业领先的技术和生态系统优势,基于经过市场验证的 Arm IP, 以最短的时间和最低的成本打造出了定制芯片SoC/ASIC。



您能猜到有多少企业从中受益吗?仅过去的18 个月里,就有超过 4,000 家公司通过 DesignStart 免费评估了 Arm IP,另有 300 家公司获得了 Cortex-M CPU 许可,并且前期无需支付任何费用,而只要在产品成功出货后交纳版税。我们甚至看到,一家名为移芯通信的中国公司在 6 个月内就完成了 NB-IoT 芯片从概念到芯片成品的整个过程!为确保成功实现流片,他们不仅使用了 CPU,还利用了Arm的系统 IP、物理 IP 等。 


到目前为止,可通过 DesignStart 访问的 Arm IP 仅限于 Cortex-M 处理器,这类处理器是专为受限程度最高的低功耗嵌入式应用而设计的。最近,我们甚至还增加了 Arm Cortex-M1 和 Cortex-M3 CPU 软 IP – 并可在 Xilinx FPGA 上免费用于商业部署。为延续这一势头,Arm 扩展了快速访问 IP 计划,已将支持 linux 的 Arm Cortex-A5 处理器也包括在内


Cortex-A5 是一款高性能、功能全面、超高效且支持 linux 的 CPU。它最高可配置为四核完全一致的 SoC,并适合所有嵌入式应用。它具有与 Cortex-A9 相同的功能集,但面积和功耗却只有后者一半。相比Cortex A7, Cortex-A5能效提高了 1.7 倍,却仍能提供 70% 的性能。它包括NEON支持,这一高级 SIMD 功能提供出色的数字信号处理 (DSP) 能力,并有广泛的开源和专有软件支持。借助 Arm NN或者周易平台,它甚至可使用在机器学习应用中!


本文将重点介绍 Cortex-A5 DesignStart 脱颖而出的四大方面以及您能获得的益处:

1、用于高级应用的处理器功能

2、全面系统设计

3、更加快速灵活的软件开发

4、专业支持助力芯片开发一次成功


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1. 用于高级应用的处理器功能
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Cortex-A5 是一款经过验证且得到广泛部署的 CPU,搭载该 CPU 的设备已逾 20 亿台。它被广泛运用于医疗、智能家居和工业等不同市场的各种应用。所有大型的芯片代工厂均有制造,工艺节点从 180nm 到 7nm。代工厂对包括 Cortex-A5 在内的 Arm CPU 拥有丰富的经验,这意味着,ASIC 设计人员可以更为轻松地完成项目流片,从而节省大量时间和精力。


Cortex-A5 CPU 的通用和普及与以下关键特性有关:


高性能,小尺寸:Cortex-A5 是一款功能强大的 CPU,能够在 GHz 频率范围内工作,非常适合在高级应用中进行创新。对于嵌入式市场来说,这款 CPU 性能高,尺寸小,如果采用 40nm 节点,面积仅为 0.28mm2,芯片制造成本也较低。


超高功效:这款处理器具有与 Cortex-A9 相同的功能集以及后者 70% 的性能,而能效却是后者的近两倍。它还采用成熟的 40nm 工艺节点,能够在 10mW/100MHz 下高效运作!


高度可配置:在附加功能方面,Cortex-A5 提供了很多选项,包括:

  • 从单核设计到完全一致的四核设计。

  • 一个浮点单元 (FPU),用于为半精度、单精度和双精度浮点运算提供高性能和高效率的硬件支持。

  • 通过 TrustZone 技术实现的安全保障,其中包括硬件强制隔离,提供非常可靠的软件安全,并扩展到整个系统,目前已部署在数十亿台基于 Cortex-A 的设备中。

  • 一个高性能加速器 (ACP) 端口,用于快速连接机器学习或其他定制处理器。



通过 Arm NEON 优化 DSP 和多媒体处理:Cortex-A5 处理器能够通过 NEON 提供先进的 SIMD 数据处理功能,从而优化信号和多媒体处理。SIMD 引擎可以显著提高性能。事实上,与标准整数处理器相比,带有 NEON 的 Cortex-A5 可将 YUV 颜色转换性能提升 50%。


NEON 在工业领域中应用广泛,范围从图像处理到语音控制。另外,它也十分容易使用——专为 NEON 打造或优化的开源和专有软件库以及中间件数以百计。作为最受欢迎的信号处理开发工具之一,Matlab 可以输出 NEON 代码。这个代码已经过优化,可以直接在 Cortex-A 处理器上使用。



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2.全面系统设计
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我们不只提供 CPU:Cortex-A5 DesignStart 软件包还包含一整套系统 IP,使得创建 Cortex-A5 系统变得更加简单。经过验证的系统级芯片 (SoC) 基础包含有一组灵活的系统 IP,适合用于面积和功率优化的 SoC 开发。所含内容:

  • Arm CoreLink NIC-400 是一种片上网络互联,设计灵活,用于提供可配置的低功耗连接。我们提供 Socrates 工具来协助进行 NIC-400 设计。

  • 行业标准的 CoreSight 调试和跟踪解决方案,用于提供无缝调试。

  • TrustZone 是上文提及的系统范围安全解决方案,提供硬件强制隔离来建立安全信任根。



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3. 灵活的软件开发带来成本和时间节省
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利用 Linux 降低软件开发成本:Linux 对于丰富嵌入式应用而言非常重要,《电子工程时报》2017 年嵌入式市场研究报告显示,82% 的开发人员正在考虑使用 Linux 进行下一个嵌入式开发。Cortex-A5 为开发人员打开了 Linux 软件世界,它提供了一套全面的软件堆栈,以及丰富嵌入式设计所需的大量可直接运行的中间件和应用程序。



Arm 与 Linaro 联手,是 Linux 内核的前三大贡献者,通过选择 Arm,开发人员仅在软件开发上就可以节约大量资金和数年时间。


下图显示了在 Arm 上运行的物联网堆栈以及所需的一些中间件和应用程序。无论固件是用于可信引导和执行、广播和网络堆栈、编解码器、物联网协议还是应用程序,它们都在 Arm 上运行。



让边缘机器学习更加容易:Cortex-A5 还可用于机器学习 (ML) 应用。Arm 提供大量的软件,使得 Arm 上的机器学习更加简单和高效。作为 Project Trillium 的一部分,我们拥有开源 Arm NN,这一推理引擎可让开发人员使用自己喜欢的框架创建机器学习应用,然后将其映射到任何 Arm IP 或 CPU,或者任何第三方 IP。我们还拥有 Arm Compute Library,其中提供了深度优化的函数,可以充分利用 Arm 硬件的功能。



Arm 生态系统带来更多选择和灵活性:借助 Arm 大型技术生态系统中的丰富资源和坚实的产品研发平台,开发人员可以自信地进行产品设计。Cortex-A5 生态系统包含数百种工具、RTOS 和开源软件,以及在 Arm 上运行的丰富专有操作系统。



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4. 专业支持助力芯片开发一次成功
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加入该计划后,可以获得 Arm 专家为期一年的设计支持,或者可选择为期三年的支持,助力芯片开发一次成功。我们的全球团队将为您提供专业支持,帮助您解决 Arm IP 方面的技术问题和咨询。为了您的方便,您可以通过电子邮件提出问题,也可以单击此处在线咨询。客户对于我们的支持服务满意度达到 96%,因此您可以相信,您得到的支持具有相当高的价值。但是,您也许会说这是我们的片面之词,因此下面我们来看看客户对我们的评价:


“解决问题的周期时间非常短。你们很快就发现了问题的根本原因并找到了解决方案。考虑到周末和时差,这真是超出了我的预料。”

“反馈非常有帮助,它包含了足够的文档和解释,让我们能够找到问题的答案。感谢您提供详细信息和热心的支持。”

“在关键时刻,您为我节省了一个工作日,对此我深表感谢。非常感谢。”


为了帮助您入门,我们首先会为您安排入门电话培训,带您了解使用 Arm 的基础知识。我们也鼓励您参加 Arm社区的 DesignStart 论坛。在那里,您既可以免费从 Arm 专家、生态系统合作伙伴和其他 DesignStart 设计人员那里获得信息和支持,也可以分享自己的成功经历、想法和挑战,以及了解关于定制 SoC 设计的最新消息。


此外,您还可以访问各种自助服务文档、操作说明视频以及培训机会,其中包括:

  • Arm 处理器行为简介

  • Armv7-A 在线培训简介

  • Cortex-A5 硬件和软件教程


快速总结

使用 Arm Cortex-A5 DesignStart 

能够为您带来什么收获?

1.用于高级应用的处理器功能

  • 高性能,小尺寸(芯片制造成本较低!)

  • 超高功效(具有与 Cortex-A9 相同的功能集以及后者 70% 的性能,但功效却是后者的近两倍)

  • 高度可配置(四核设计、FPU、TrustZone 以及高性能加速器端口)

  • 使用 Arm NEON 优化 DSP 和多媒体处理来提高性能——专为 NEON 打造或优化的开源和专有软件库以及中间件数以百计(甚至 Matlab 都可以输出 NEON 代码,直接在 Cortex-A      处理器上使用)

2.全面系统设计

  • 一组灵活的系统 IP,适合用于面积和功率优化的 SoC 开发

  • Arm CoreLink NIC-400 设计灵活,用于提供可配置的低功耗连接

  • 行业标准的 CoreSight 调试和跟踪解决方案,用于提供无缝调试

  • TrustZone——系统范围的安全解决方案,从零开始构建,并已在数十亿设备上得到验证

3.更加快速灵活的软件开发

  • 利用 Linux 降低软件开发成本——仅在软件开发上就可以节约大量资金和数年时间

  • Arm 提供大量的软件,使得 Arm 上的机器学习更加简单和高效

  • Arm 生态系统包含数百种工具、RTOS 和开源软件,以及在 Arm 上运行的丰富专有操作系统,为您带来更多选择和灵活性

4.增强支持助力芯片开发一次成功

  • Arm 专家为期一年的设计支持,或者可以选择为期三年的支持,助力芯片开发一次成功

  • 专业支持帮助您解决 Arm IP 方面的技术问题和咨询

  • 各种实用文档、操作说明视频及培训资料均可通过 Arm 开发人员网站访问


此外,当您准备好进入定制型芯片的流片阶段时,可以利用 Arm 的大量 Artisan 物理 IP 来缩短上市时间。我们提供多个设计平台,这些平台受 18 家代工厂合作伙伴支持,工艺技术范围从 250nm 到 5nm 不等,开发人员可以从中获益。如需访问我们的优化 Arm Artisan 物理 IP 产品组合,请通过 DesignStart 物理 IP 访问。


还等什么呢?

从今天开始,快速访问世界领先的 IP

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通过 DesignStart 访问 Cortex-A5 非常简单:

1、首先,您需要通过点击“阅读原文”注册来创建 Arm 帐户。

2、注册完成后,DesignStart 团队成员将与您联系。我们已大幅降低 Cortex-A5 的许可费,IP 使用费为 7.5 万美元,其中包括一年的 Arm 工程师全球支持。对于长期项目,我们提供有另一种选择,即 15 万美元的使用费,其中包括三年的支持。

3、在申请获批后,您就可以开始基于 Cortex-A5 进行设计。我们拥有一支经验丰富的工程师团队,团队成员遍布全球各地,因此,无论您身在何处,我们都能为您的 SoC 开发提供帮助。


进入流片和制造阶段后,如果产量超过 1000 件,您需要支付 5 万美元流片费以及小额版权费。该项费用旨在帮助您根据项目进展延迟支付许可费。




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