Arm® Cortex®-M0+ in a nutshell
Arm® Cortex®-M0+是能效最高的Arm®处理器,适用于有设计限制的嵌入式应用。它是占板面积最小、代码量最少的产品之一,让开发者能够在16位和8位价位实现32位性能。该处理器的栅极数较少,适合部署在需要简单功能的应用中。
Cortex®-M0+在Arm® Cortex®-M0的基础上引入了更多功能,同时提高了CPU的性能(2.46 CoreMark®/MHz ,相比之下,M0内核的CoreMark®为2.33)。Cortex®-M0+集成了存储器保护单元 (MPU)、单周期I/O接口和微跟踪缓冲器 (MTB)。
Arm® Cortex®-M0+内核的主要特性
- Armv6-M架构
- 总线接口AHB-lite,冯-诺依曼总线架构,可选单周期I/O接口
- 支持Thumb/Thumb-2子集指令
- 2级流水线
- 可选8个区域MPU,包括子区域和背景区域
- 不可屏蔽中断 + 1至32个物理中断
- 唤醒中断控制器
- 硬件单周期 (32x32) 乘法
- 多种睡眠模式,包括集成的等待中断 (WFI) 和等待事件 (WFE),以及退出睡眠功能、睡眠和深度睡眠信号
- 根据执行情况,提供了几种保留模式
- JTAG和串行线调试端口,最多4个断点和2个观察点
- 可选微型跟踪缓冲器
Arm Cortex-M0+框图 Arm® Cortex®-M0+ MCU的主要优点
该内核尺寸小巧,不仅能在小型器件中用作单个内核,还能在需要特定硬件隔离或任务分区时用作额外的嵌入式配套内核。
Cortex®-M0+内核不会影响在基于I/O、模拟和非易失性存储器的典型MCU架构元素之间进行权衡。因此,在划分MCU产品组合时,总线大小(8、16或32位)已不再重要。
M0+微控制器使用广泛,在入门级应用中极具优势。它们能满足计算性能要求,其基本架构使M0+ MCU在需要尽量减少开关栅极数量的应用中实现超低功耗性能。Cortex®-M0+内核减少了噪声辐射,并以最佳时钟速度满足性能要求。
该内核的动态功率范围为5 µW/MHz到50 µW/MHz,具体取决于所采用的技术。不过,内核本身并不代表器件的整体功耗,也不是唯一需要考虑的因素。因此,仔细阅读产品数据手册非常重要。
Thumb指令集是Cortex-M系列的一个子集。它通过为任何Cortex-M产品重复使用经过验证的软件模块,提高了产品组合的可扩展性。
存储器保护单元 (MPU) 管理CPU对存储器的访问,确保任务不会意外损坏存储器或其他活动任务使用的资源。MPU通常由RTOS控制。若程序访问的存储器位置被MPU禁止,则RTOS可检测到它并采取行动。内核可基于要执行的进程动态更新MPU区域设置。MPU是可选项,可以绕过。
基于Arm® Cortex®-M0+的微控制器
意法半导体将Arm® Cortex®-M0+内核与其独特的专有低功耗模拟外设相结合,非常适合需要低功耗以及高性能控制和处理的应用。
| 单内核系列 | 速度 (MHz) | 性能 (CoreMark) | Flash (KB) | RAM (KB) | 电源 (V) | 封装 | 接口 | 模拟 |
| STM32L0 | 32 | 75 | 8到192 | 2到20 | 1.65到3.6 | LQFP32/48/64/100、TSSOP14/20、UFBGA64/100、UFQFPN20/28/32/48、WLCSP25/36/49 | USART、SPI、I²C、USB | 支持 |
| STM32C0 | 48 | 114 | 16到128 | 6到24 | 2到3.6 | SO8N、WLCSP12/19、TSSOP20、UFQFPN20/28/32/48、LQFP32/48/64 | USART、SPI、I²C | 支持 |
| STM32U0 | 56 | 140 | 16到256 | 12到40 | 1.71到3.6 | TSSOP 20 WLCSP 27/42 UFQFPN 32/48 LQFP 48/64/80 UFBGA 64/81 | SPI、I²C、UART、USART、USB | 支持 |
| STM32G0 | 64 | 142 | 16到512 | 16到128 | 1.7到3.6 | LQFP32/48/64、SO8、TSSOP20、UFBGA64 UFQFPN28/32/48、WLCSP18/25 | USART、SPI、I²C、USB、CAN FD | 支持 |
| 双核系列 | 速度 (MHz) | 性能 (CoreMark) | Flash (KB) | RAM (KB) | 电源 (V) | 封装 | 接口 | 无线连接 |
| STM32WB | 32 + Cortex-M4@64MHz | 216 | 256到1024 | 48到256 | 1.71到3.6 | SIP LGA77、SIP LGA86 UFBGA129、UFQFPN48、VFQFPN68、WLCSP49、WLCSP100 | USART、SPI、I²C、USB FS | 低功耗蓝牙Bluetooth® 5.4、蓝牙Mesh网络、HCI、Thread/OpenThread、Zigbee3.0、Zigbee PRO、Matter |
| STM32WL5 | 48 + Cortex-M4@48MHz | 162 | 64到256 | 20到64 | 1.8到3.6 | UFBGA73、UFQFPN48 | USART、SPI、I²C | 150到960MHz、LoRa、(G)FSK、(G)MSK、BPSK。 |
| STM32WB0 | 64 + Cortex-M0@64MHz | 156 | 192到512 | 24到64 | 1.7到3.6 | VFQFPN32、WLCSP36、VFQFPN48、WLCSP49 | LPUART、USART、I²C、SPI/I2S | 2.4 GHz、低功耗蓝牙Bluetooth® 5.4、HCI |
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