ARM是業(yè)界領先的微處理器技術供應商，提供最廣泛的微處理器內核，可滿足幾乎所有應用市場的性能、功耗和成本要求。ARM的技術將一個充滿活力的生態(tài)系統與超過1000個合作伙伴相結合，提供芯片，開發(fā)工具和軟件，以及超過900億個處理器，ARM的技術是計算和連接革命的核心，正在改變人們的生活和業(yè)務運營方式。

ARM全稱是Advanced RISC Machines, 是精簡指令集微處理器行業(yè)一家不可忽視的存在，設計了大量的高性能、廉價、低功耗的RISC處理器。可以看做是Apple、Acorn、VLSI等知名公司的合資企業(yè)。各大芯片產商在拿到ARM IP授權后，通過自行設計外設(USB/GPIO/TIMER/SDIO等等)，則可更快的完成成品芯片設計，搶占市場。

目前，ARM處理器分為5類：Cortex-A、Cortex-R、Cortex-M、Machine Learning、SecurCore。Cortex-M微處理器

1.Cortex-M0，小巧的ARM處理器，可通過DesignStart免費獲得許可費，非常適用于智能傳感器和片上混合信號系統(SoC)，三種高度優(yōu)化的低功耗模式。

2.Cortex-M0 +，Cortex-M中面積最小，功耗最低的處理器，8位處理器成本，32位處理器性能，三種高度優(yōu)化的低功耗模式可節(jié)省能源

，最常用于可穿戴設備的醫(yī)療保健，健身等。

3.Cortex-M3，出色的32位性能和低功耗，可通過DesignStart免費獲得許可費，常用于許多智能家居設備，在廣泛的嵌入式應用程序中部署數十億臺設備。

4.Cortex-M4，具有混合信號設備的性能，集成數字信號處理(DSP)簡化了系統設計，基本的微控制器功能使其成為工業(yè)應用的理想選擇，部署廣泛的Cortex-M處理器具有廣泛的生態(tài)系統。

5.Cortex-M7，性能最高的Cortex-M處理器，簡化信號處理，為大眾帶來高性能DSP，內置浮點處理功能可降低功耗，支持創(chuàng)新的MCU，可實現更密集的自動化任務。

6.Cortex-M23，具有TrustZone安全性的尺寸最小，功耗最低的微控制器，包含TrustZone的內置安全基礎，內存保護可最大限度地降低意外訪問的風險，理想的處理器，用于能量收集物聯網節(jié)點和小型傳感器。

7.Cortex-M33，實時，效率和安全的理想融合，通過安全性簡化數字信號處理，使用TrustZone軟件隔離來區(qū)分您的產品，即使是最簡單且成本敏感的設備，也能帶來32位性能。

8.Cortex-M35P，第一款內置防篡改功能的Armv8-M處理器，增加物理彈性和系統安全功能不會影響性能，包括集成數字信號處理(DSP)選項

，保護層防止輕松攻擊和系統接管。

下面詳細介紹Cortex-M系列幾個功能特性。

1.存儲器保護單元(MPU)

除了Cortex-M0, 其他的Cortex-M處理器都有可選的MPU來實現存儲空間訪問權限和存儲空間屬性或者存儲區(qū)間的定義。運行實時操作系統的嵌入式系統， 操作系統會每個任務定義存儲空間訪問權限和內存空間配置來保證每個任務都不會破壞其他的任務或者操作系統內核的地址空間。Cortex-M0+, Cortex-M3 和 Cortex-M4都有8個可編程區(qū)域空間和非常相似的編程模型。主要的區(qū)別是Cortex-M3/M4的MPU允許兩級的存儲空間屬性(例如，系統級cache類型)，Cortex-M0+僅支持一級。Cortex-M7的MPU可以配置成支持8個或者16個區(qū)域，兩級的存儲空間屬性。Cortex-M0 和 Cortex-M1不支持MPU.

2.單周期I/O接口

單周期I/O接口是Cortex-M0+處理器獨特的功能，這使Cortex-M0+可以很快的運行I/O控制任務。Cortex-M大多數的處理器的總線接口是基于AHB Lite或者AHB 5協議的，這些接口都是流水實現總線協議，運行在高時鐘頻率。但是，這意味著每個傳輸需要兩個時鐘周期。單時鐘周期I/O接口添加了額外的簡單的非流水線總線接口，連接到像GPIO(通用輸入輸出)這樣的一部分設備特定的外設上。結合單周期I/O和Cortex-M0+天然比較低的跳轉代價(只有兩級流水線)，許多I/O控制操作都會比大多數其他微控制器架構的產品運行的更快。

3.中斷延遲

性能相關的另外一個指標是中斷延遲。這通常用從中斷請求到中斷服務程序第一條指令執(zhí)行的時鐘周期數來衡量。事實上，真正的中斷延遲受到內存系統等待狀態(tài)的影響。例如，許多運行頻率超過100Mhz的微控制器搭配的是非常慢的Flash存儲器(例如30到50MHz)。雖然使用了Flash訪問加速硬件來提高性能，中斷延遲仍然受到Flash存儲系統等待狀態(tài)的影響。所以完全有可能運行在零等待內存系統Cortex-M0/M0+系統比Cortex-M3/M4/M7有更短的中斷延遲。

當評估性能的時候，不要忘記把中斷處理程序的執(zhí)行時間考慮在內。某些8位或者16位處理器架構可能中斷延遲很短，但是會花費數倍的時鐘周期完成中斷處理。非常短的中斷響應時間和很短的中斷處理時間才是實際有效的。

4.Bit-band feature位段

Cortex-M3 和Cortex-M4處理器支持一個叫做位段的可選功能，允許有兩段通過位段別名地址實現可以位尋址的1MB的地址空間(一段在從地址0x20000000起始的SRAM空間。另一段是從地址0x40000000起始的外圍設備空間)。Cortex-M0, M0+ 和 Cortex-M1不支持位段(bit-band)功能，但是可以利用ARM Cortex-M系統設計套件(CMSDK)中的總線級組件在系統層面實現位段(bit-band)功能。Cortex-M7不支持位段(bit-band)，因為M7的Cache功能不能與位段一塊使用(Cache控制器不知道內存空間的別名地址)。

ARMv8-M的TrustZone 不支持位段， 這是由于位段別名需要的兩個不同的地址可能會在不同的安全域中。對于這些系統，外圍設備數據的位操作反而可以在外圍設備層面處理(例如，通過添加位設置和清除寄存器)。