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CMSIS - Cortex 微控制器软件接口标准

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ARM® Cortex™ 微控制器软件接口标准 (CMSIS) 是 Cortex-M 处理器系列的与供应商无关的硬件抽象层。CMSIS 可实现与处理器和外设之间的一致且简单的软件接口,从而简化软件的重用,缩短微控制器开发人员新手的学习过程,并缩短新设备的上市时间。

软件的创建是嵌入式产品行业的一个主要成本因素。通过跨所有 Cortex-M 芯片供应商产品将软件接口标准化(尤其是在创建新项目或将现有软件迁移到新设备时),可以大大降低成本。

 


CMSIS 包含以下组件:

  • CMSIS-CORE:提供与 Cortex-M0、Cortex-M3、Cortex-M4、SC000 和 SC300 处理器与外围寄存器之间的接口
  • CMSIS-DSP:包含以定点(分数 q7、q15、q31)和单精度浮点(32 位)实现的 60 多种函数的 DSP 库
  • CMSIS-RTOS API:用于线程控制、资源和时间管理的实时操作系统的标准化编程接口
  • CMSIS-SVD:包含完整微控制器系统(包括外设)的程序员视图的系统视图描述 XML 文件

此标准可进行全面扩展,以确保适用于所有 Cortex-M 处理器系列微控制器。其中包括所有设备:从最小的 8 KB 设备,直至带有精密通信外设(例如以太网或 USB)的设备。(内核外设功能的内存要求小于 1 KB 代码,低于 10 字节 RAM)。


CMSIS 为基于 Cortex-M 系列处理器的系统定义了标准软件接口,提供了以下功能: 

— CMSIS-CORE 为整个系统定义了 API 并支持所有 Cortex-M 系列处理器(Cortex-M0Cortex-M3Cortex-M4SC000SC300)。它提供了用于访问特定处理器功能和内核外设的系统启动方法与函数。它包含用于通过 CoreSight™ 调试单元进行打印式输出的帮助程序函数,并为 RTOS 内核识别定义了调试通道。每个外设都具有一致的结构,用于跨符合 CMSIS 的设备一致地定义设备的外围寄存器和所有中断。

— CMSIS-DSP 库包括向量运算、矩阵计算、复杂运算、筛选函数、控制函数、PID 控制器、傅里叶变换和很多其他常用的 DSP 算法。大多数算法都可以用于浮点格式和各种定点格式,并已针对 Cortex-M 系列处理器进行优化。Cortex-M4 处理器实现采用 ARM DSP SIMD(单指令多数据)指令集和浮点硬件,以全面支持用于信号处理算法的 Cortex-M4 处理器的功能。CMSIS-DSP 库是完全用 C 语言编写的,并提供有源代码,允许软件程序员根据特定应用需求对算法进行修改。



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— CMSIS-RTOS API 对与实时操作系统之间的接口进行了标准化,它扩展了需要 RTOS 功能的软件组件在 CMSIS 方面的优点。CMSIS-RTOS API 的统一功能集简化了需要实时操作系统的软件组件的共享。使用 CMSIS-RTOS API 的中间件、库和其他软件组件不受 RTOS 限制,更易于组合和调整。 



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— CMSIS-SVD 系统视图描述 XML 规范描述了微控制器系统(包括外围寄存器)的程序员视图。SVD 文件可创建包含外围寄存器和中断定义的 CMSIS-CORE 头文件。另一个用例是创建调试器的外设识别对话。CMSIS-SVD 选项卡上提供了许多可供下载的设备 SVD 文件。

 


CMSIS 规范可以免费下载。CMSIS 文档的记录以及软件模板和 DSP 库的维护是由 ARM 来做的。 

CMSIS-RTOS 实现方式目前可通过以下方式获得: 

  • Keil/ARM 在开源 BSD 许可证下提供了带有 CMSIS-RTOS 接口的 RTX 内核。此内核已针对 ARMCC、GCC 和 IAR 编译器进行了调整。
  • mbed 包括 CMSIS-RTOS 功能,甚至提供了多个 RTOS 函数的 C++ 封装。   

预计在今后几个月内,会有更多的 RTOS 供应商提供 CMSIS-RTOS 实现。

 

 


系统视图描述 (SVD) 文件以基于格式化的 XML 提供了外设信息和其他设备参数。

SVD 文件通常与设备参考手册中芯片供应商提供的信息相匹配。

In order to access the following vendor pages, please login above.

Atmel
Freescale
Fujitsu Semiconductor
Holtek Semiconductor Inc.
Nuvoton
Silicon Labs
STMicroelectronics
TOSHIBA

CMSIS 已发展为与多个主要芯片和软件供应商具有密切关系。此协作连同以前解决方案中的反馈,造就了适用于基于 Cortex 处理器的设备的易于使用且易于学习的编程接口。当前 CMSIS 合作伙伴包括:

芯片供应商:

Analog Devices logo Atmel logo Cypress logo Freescale logo Holtek logo Infineon logo Microsemi logo NXP Silicon Labs logo Sonix logo Spansion logo STMicroelectronics logo Texas Instruments logo Toshiba

工具供应商:

Altium logo Atollic logoCarbon Design Systems Cosmic Software logo Doulos logo RTOS logo Hitex logo IAR Keil Micrium Raisonance logo Segger

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