集微网消息，在移动智能产品市场，Arm在CPU领域的架构设计为行业发展带来了举足轻重的影响，截止目前，Arm的合作伙伴基于Arm架构的芯片出货量已经超过2250亿颗，并且这一影响正在持续扩大渗透进包括IoT物联网在内的终端领域。
面向微控制器应用提供低成本解决方案，Arm特别开发了MCU核Cortex-M系列产品。而得益于可穿戴设备、AR/VR等应用的兴起，Cortex-M的出货量近几年一直保持了非常好的市场表现。2021财年，基于Arm架构的芯片出货量已累计超过290亿颗，其中在财年第四季度出货近80亿颗，Arm营收同比增长35%。
而为了及时响应IoT市场不断增生的新需求，在2020年推出Cortex-M55之后，Arm在2022年4月紧接着为行业带来了全新的Cortex-M85处理器。
在5月26日晚间第五十五期“集微公开课”上，安谋科技（Arm China）嵌入式专家Eric Yang杨瑞以《Arm最强MCU内核 Cortex-M85处理器，全方位助力物联网创新》为主题，特别为大家详细讲述了Arm在开发新产品新架构时的思路，以及Arm在推动物联网创新上所作出的思考和努力。
杨瑞提及，近几年Cortex-M7销量的快速增长，主要得益于市场对MCU性能越来越高的要求。如今，Arm坚持不断增强MCU核的安全能力，不仅仅是考虑IoT应用场景下对用户隐私信息保护、联网密钥的安全需求，还考虑了开发者软件质量，避免软件跑飞等情况的出现。
本次短短一小时的线上直播吸引了近4万人的关注，会后听众还围绕 Cortex-M85的技术细节、开发应用等方面提出了50+问题，关于这款新产品的思考与热论依然在延续。
Cortex-M85“新”在哪里？
据杨瑞介绍，截止目前为止，Arm Cortex-M系列产品一共有四款架构，分别是Armv6-M、Armv7-M、Armv8.0-M和Armv8.1-M，其中基于前两款架构打造的产品主要包括Cortex-M7及早期推出的产品，基于Armv8.0-M打造的Cortex-M23和Cortex-M33则主要增加了针对IoT而设计的安全特性。最新推出的Cortex-M85则是基于Armv8.1-M架构打造的，这款架构新增Helium技术，并增强安全性、系统可靠性等。
杨瑞介绍，Cortex-M85是嵌入式领域、不带MMU、实时控制的CPU——地表最强MCU。对比Cortex-M7，其机器学习能力增长了4倍，DSP能力增长了3倍。且在TrustZone的基础上，增加了PACBTI，即指针认证和分支目标识别的安全性特性，进一步预防软件攻击，增强IoT设备的安全性。
总体来看，Cortex-M85的大升级主要包括指令代码总线、双发射、Helium、安全性和数据类型支撑等方面的升级。
具体到Cortex-M85微架构创新上，首先是增加了150+指令集，包括矢量计算的指令、128bit等大位宽计算的指令、离散聚合数据计算指令、针对Why、For循环的指令以减少跳转时间等。
配合指令集的增加，Cortex-M85基于Helium技术，加入了矢量的支持（超线程技术），以及“单击”、“双击”和“四击”的数据位操作模式。
其次是CPU架构的改进，如下图，设计团队对Cortex-M85的pipeline、FPU进行了升级、其指令总线扩展到了64bit、将Coprocessor接口增加到了64bit、AHBP支持传统32bit的外设、升级为M85 AXI-5的系统总线可以很容易挂载外部的存储设备等。
值得注意的是，与CPU同频的TCM，比传统SRAM具有更高的传输效率和整体处理表现。Cortex-M85 TCM包括I TCM和D TCM，其中D TCM包括四块可以相互耦合的模块。
伴随着智能化需求发展，Cortex-M85在控制性能基础上，计算性能得到了极大提升。此外在ACI基础上，Arm不仅保证了用户的性能，也在努力维持用户自定义指令集的特色。
据悉，从应用表现的测算来看，Cortex-M85在办公设备、通信等领域，相较Cortex-M7，平均性能有超过30%以上的提升，在专用的网络架构里，甚至有高达6倍的表现。
Arm 物联网全面解决方案战略
立足对客户与市场需求的洞察，并解决客户在不用场景下的痛点，Arm的Cortex-M系列产品覆盖了客户对控制、安全性、计算等方面不同程度的需求，加上Arm长期在嵌入式领域的生态耕耘，这或也成为Arm市场主导地位的基础。
为了驱动物联网的转型，Arm物联网全面解决方案提供了一种独特的物联网设计方法，为崭新的物联网经济奠定根基。这套解决方案简化并导入了现代化的软件开发，为软件开发者、OEM厂商以及服务提供商在物联网价值链的每个阶段加速开发进程，让产品设计周期最多可缩短两年。
在Arm的理解中，IoT的生态中包括开发者、产品侧OEM厂商、云服务公司、芯片公司等多方的协作与沟通。但如何帮助玩家降低资源重复投入？如何降低各方沟通与合作的成本？如何简化开发流程？这些困扰着IoT生态中玩家的问题，也是Arm提出物联网全面解决方案战略的出发点。
基于此，Arm在CMSIS API标准上进行了升级，通过开发的IoT SDK实现了对下虚拟硬件、对上虚拟云的匹配。在此设计上，云、硬件和应用层开发者可以各自独立进行开发，并通过统一接口来对接。以Arm 虚拟硬件 (Arm Virtual Hardware)为例，它则主要担当“仿真器”的角色，帮助软件开发者脱离硬件去开发和调试。
杨瑞表示，未来Arm还将把芯片、开发板和外设等虚拟化，帮助各方进行独立开发，加速硬件、软件生态、应用生态发展，助力物联网生态创新。
