ARM Cortex-M7的內(nèi)存：太大還是不夠？

　　毫無疑問，ARM Cortex-M7 - 擁有強(qiáng)大的內(nèi)存和處理能力 –以即使在幾年前都難以想象的方式擴(kuò)展了微控制器的功能。該處理器被定位成為物聯(lián)網(wǎng)(IOT)的核心構(gòu)建模塊的事實，更是奪人眼目。

　　事實上，意法半導(dǎo)體的STM32 F7系列在9月的ARM科技論壇上榮獲了最佳表現(xiàn)獎。這是第一款采用ARM的Cortex-M7內(nèi)核的32位MCU家族，擁有320KB SRAM和1024KB閃存。愛特梅爾采用Cortex-M7內(nèi)核的處理器還沒有公布，預(yù)計將有384KB SRAM和2MB閃存，這種內(nèi)存規(guī)格高出典型的MCU 10倍以上。

　　但是，Cortex-M7是否擁有“完成任務(wù)”所需的必要資源基本上還是要取決于開發(fā)者。本質(zhì)上：今天的嵌入式開發(fā)人員，有時是在似乎幾乎不受約束的設(shè)計空間上，絞盡腦汁地在硬件、軟件和系統(tǒng)設(shè)計上做出如毛線團(tuán)似的大量繁雜的決定和取舍。

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　　“對于來自Windows，Linux，iOS，Web服務(wù)編程和商用邏輯編程領(lǐng)域的開發(fā)人員，Cortex-M7有太多限制和性能上的扼殺。但是，對于曾在8051等任何8位微處理器上，或Cortex-M0到M3上的開發(fā)者而言，他們眼中的Cortex-M7資源豐富、性能強(qiáng)大?！?Matt Liberty說。他是Jetperch LLC的創(chuàng)始人，該公司提供DSP和嵌入式軟件咨詢服務(wù)。

　　一個實時I / O處理的強(qiáng)者

　　“這是一個實時I/ O處理的強(qiáng)者。事實上，像很多在8位單片機(jī)上編寫的小型嵌入式程序那樣不帶操作系統(tǒng)裸機(jī)運(yùn)行在目標(biāo)硬件上的循環(huán)程序，它們高效、簡單易懂且易于調(diào)試，可能很難使用這么多的性能配置和存儲器?！?/p>

　　Liberty強(qiáng)調(diào)，在物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用場景中，為了更有效地管理復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)和多個外圍設(shè)備，采用一個實時操作系統(tǒng)(RTOS)變得非常關(guān)鍵。但是，過去幾年來，隨著開發(fā)社區(qū)努力尋找更佳的方案，RTOS的數(shù)量也在激增，現(xiàn)在，選擇“最好”的RTOS已經(jīng)成為開發(fā)人員的一大挑戰(zhàn)。

　　“快速瀏覽維基百科的“實時操作系統(tǒng)列表”就足以讓嵌入式軟件工程師頭大”，Liberty強(qiáng)調(diào)。 “雖然C和C ++仍然司空見慣，但在考慮多線程、安全性以及可靠性時，這兩種語言都顯得捉襟見肘。D和Rust語言具有填補(bǔ)這些空白的潛力，但它們今天都沒有做好用于嵌入式應(yīng)用的準(zhǔn)備?！?/p>

　　Frank Hunleth，一名專注于視頻處理和嵌入式Linux開發(fā)的嵌入式軟件開發(fā)人員，他也認(rèn)為，實時操作系統(tǒng)行業(yè)需要證明在這些平臺上使用高級語言的可能性，并幫助定義它們的庫。

　　“我敢肯定，如果明年我在一個項目上使用M7，我還是會使用C或C ++，因為它們有大部分工具和庫的廣泛支持，”他說。 “我希望這種情形保持下去嗎?不是的，因為如果這樣，我們將錯失可以從Rust語言得到的靜態(tài)檢查內(nèi)存安全，從Python語言得到的易開發(fā)特性，和來自Erlang和Elixir的容錯性和并發(fā)性。”

　　內(nèi)存有點小

　　其他人覺得，對物聯(lián)網(wǎng)而言，即使有旨在最大限度地利用M7內(nèi)存的功能特性，M7的內(nèi)存依然稍顯不足。一個例子是ST針對內(nèi)部嵌入式閃存和L1高速緩存的自適應(yīng)實時加速器，它可以從內(nèi)部和外部存儲器同時執(zhí)行指令和訪問數(shù)據(jù)。

　　“對一個微控制器而言，這是一個很大的內(nèi)存和存儲空間。但是，哪怕是最小的Java虛擬機(jī)[即解釋Java字節(jié)碼，使處理器執(zhí)行程序指令的環(huán)境]至少也需要2MB才能運(yùn)行起來，一時半會我們還不太可能會看到Java或任何其他基于虛擬機(jī)的平臺上運(yùn)行在這些小的CPU內(nèi)核上?！?PTR集團(tuán)的首席技術(shù)官和首席科學(xué)家Michael Anderson說?！叭绻阍黾右粋€通信協(xié)議棧和一個可執(zhí)行程序或諸如ARM的mbed、Micrium的μC/ OS-III或FreeRTOS之類的實時操作系統(tǒng)，你的程序空間會顯得非常小?！?/p>

　　Anderson強(qiáng)調(diào)，內(nèi)存使用率是很多這些物聯(lián)網(wǎng)新應(yīng)用的命脈?！皟?nèi)存是寶貴的。類庫內(nèi)部封裝的API會吃掉內(nèi)存，盡管它在通用計算機(jī)上表現(xiàn)良好。這些年，在計算機(jī)行業(yè)，我們的代碼只有少數(shù)存在不知情內(nèi)存膨脹的案例。如果我們不認(rèn)真思考正在進(jìn)行的開發(fā)任務(wù)，并繼續(xù)以我們在大容量內(nèi)存環(huán)境下已經(jīng)習(xí)慣的方式編寫代碼，我們就永遠(yuǎn)無法使用這些小內(nèi)存的微控制器進(jìn)行物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開發(fā)，并發(fā)掘出其令人驚艷的可能性?！?/p>