1.3 ARC EM處理器系列

ARC EM處理器產(chǎn)品系列自2012年推向市場以來，已經(jīng)在傳感器、IoT、微控制器、數(shù)字信號處理以及汽車電子等對設(shè)備功耗、體積和安全性要求高的深嵌入式應(yīng)用領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。

ARC EM處理器的通用結(jié)構(gòu)及其系列產(chǎn)品如圖1-2所示。ARC EM處理器采用了三級流水線技術(shù)，包含基本的取指部件、ALU（算術(shù)邏輯單元）和寄存器組。在此基礎(chǔ)之上，通過添加不同的功能模塊（如高速緩存Cache、緊耦合存儲器CCM）或擴展指令集（如向量處理DSP指令）實現(xiàn)不同的產(chǎn)品。

目前，ARC EM處理器產(chǎn)品系列主要包括以下幾種：

（1）ARC EM4處理器

ARC EM4結(jié)構(gòu)圖如圖1-3所示。

內(nèi)核規(guī)模非常小，等效門數(shù)小于10K。

高達1.77 DMIPS/MHz和3.41 Core-Marks/MHz的性能。

支持多達16個中斷優(yōu)先級別，240個中斷。

可配置指令CCM（ICCM）容量為512B～2MB。

可配置數(shù)據(jù)CCM（DCCM）容量為512B～2MB。

ARM、AMBA、AHB、AHB-lite和BVCI總線接口。

可選32×32或（和）16×16乘法器。

支持自定義用戶擴展。

主要應(yīng)用包括：嵌入式和深嵌入式應(yīng)用，如智能微系統(tǒng)（智能MEMS系統(tǒng)）、記憶卡、SSD控制器、8位和16位微控制器替代產(chǎn)品和電池供電的產(chǎn)品。

（2）ARC EM6處理器

ARC EM6結(jié)構(gòu)圖如圖1-4所示。ARC EM6內(nèi)核支持高達32K的指令和數(shù)據(jù)高速緩存，并專門進行了優(yōu)化，以用于功耗和成本敏感型的嵌入式及深嵌入式應(yīng)用。

多達32KB指令高速緩存（ICache）。

多達32KB數(shù)據(jù)高速緩存（DCache）。

高達1.77 DMIPS/MHz和3.41 Core-Marks/MHz的性能。

支持多達16個中斷優(yōu)先級別，240個中斷。

可配置指令CCM（ICCM）容量為512B～2MB。

可配置數(shù)據(jù)CCM（DCCM）容量為512B～2MB。

ARM、AMBA、AHB、AHB-lite和BVCI總線接口。

可選32×32和（或）16×16乘法器。

支持自定義用戶擴展。

主要應(yīng)用包括：記憶卡、SSD控制器、功耗管理產(chǎn)品、便攜式媒體播放器和其他移動設(shè)備。

（3）ARC EM SEP處理器

ARC EM SEP將實現(xiàn)汽車安全完整性等級ASIL D的硬件安全特性與高效小型處理器相集成，其結(jié)構(gòu)圖如圖1-5所示。

集成滿足ASIL D級要求的硬件功能，包括糾錯碼（Error-Correcting Code，ECC），支持校驗位，用戶可編程的看門狗定時器和雙核心的同步接口。

MetaWare編譯器已通過ASIL D級認證。

大量用于簡化ISO 26262認證程序的安全文件。

應(yīng)用目標包括需要ISO 26262安全許可的嵌入式汽車應(yīng)用，如運動與加速傳感器、電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和先進的駕駛輔助系統(tǒng)（Advanced Driver Assistance System， ADAS）。

（4）ARC EM DSP處理器

物聯(lián)網(wǎng)（IoT）市場中可穿戴式設(shè)備及器件需要其DSP高性能和低功耗，以實現(xiàn)最佳性能和延長系統(tǒng)待機時間，ARC EM DSP系列（包括EM5D和EM7D處理器）正是針對低功耗嵌入式應(yīng)用進行了優(yōu)化，其結(jié)構(gòu)圖如圖1-6所示。

ARCv2DSP ISA增加了超過100條DSP指令。

定點、矢量和SIMD DSP處理支持。

高能效的統(tǒng)一32×32 MUL/MAC單元。

高度可配置的DSP和處理器功能，以實現(xiàn)最佳設(shè)計。

MetaWare C/C++編譯器，支持DSP編程。

功能豐富的DSP軟件庫，提供便捷的算法編程。

可選的硬件除法器。

高達1.77 DMIPS/MHz和3.41 CoreMark/MHz的性能。

支持APEX處理器擴展套件的加速。

JTAG調(diào)試界面。

主要應(yīng)用包括：處理聲音、音頻和傳感器數(shù)據(jù)的超低功耗、實時在線的IoT設(shè)備。