Cortex-R 系列

Cortex-R 处理器是为要求苛刻的实时解决方案设计的，通常在 ASIC、ASSP 和 MCU 片上系统应用中使用。此系列处理器包含 Cortex-R4、Cortex-R5 和 Cortex-R7 这三个成员，它们是针对以下市场设计的：

这些应用展示了一个常见的需求集，下列示例对该需求集进行了说明：

移动手机引入了高数据速率无线宽带以为用户提供功能丰富的音频、视频和 Internet 服务。第四代手机处理和移动技术的长期发展需要复杂的软件协议堆栈实时运行，从而管理移动性、连接、安全性、数据流量和空中接口调制解调器。高级多核 SoC 使用 Cortex-R 处理器来执行这些任务，从而补充了针对用户应用的 Cortex-A 系列处理器的不足。低成本和功耗一直是移动手机产品的关键成功标准。

硬盘驱动器一直是对嵌入式处理器要求最高的应用之一，而 Cortex-R 已被大多数主要制造商采用。企业网络和 Internet 数据中心的高增长推动着存储容量呈指数增长。此外，消费者将其大量的音乐和电影保存在 PC 磁盘和网络连接存储 (NAS) 设备上。更多的数据需要更多的带宽，最新的驱动器支持以 4 Mbps 速度使用 USB-3 和以 6 Mbps 使用 SATA 的数据流量。在驱动器中，高速伺服控制系统对磁盘旋转和磁头位置进行管理，读/写通道以非常高的数据速率对信号进行处理。

汽车电子控制单元 (ECU) 在现代汽车和卡车中被广泛采用。除引擎管理和娱乐应用外，对车辆稳定性、操控性、防抱死制动、防撞和气囊展开等辅助驾驶和安全系统应用的依赖也在不断增加。这些系统需要高性能的处理，因为它们会从各种传感器读取数据，执行经常使用浮点算法的计算，并提供必要的控制信号。此外，这类系统还必须在符合其实时限制方面表现出高可靠性。

请参见“系列功能”页以了解有关这三种 Cortex-R 处理器为这些市场所提供的功能的更多信息。

Cortex-R 实时处理器在这些应用中的基本特征如下：

• 快速 - 以高时钟频率获得高处理性能
• 确定性 - 处理在所有场合都必须符合硬实时限制
• 安全 - 系统必须可靠且可信。某些处理器对于安全至关重要
• 成本效益 - 在处理器及其内存系统中都具有竞争力的成本和功耗

高性能

针对实时应用的高效率和高频率

Cortex-R 处理器全部使用高性能、深管道化的微架构以便以高时钟频率（在采用 40 nm G 工艺的情况下接近 1 GHz）运行。此微架构包括指令预取、排队和跳转预测以保持用于执行的指令流。其中包括硬件除法器和浮点单元，并且处理器具有超标量功能，因此可并行执行不需要冲突资源的指令。通过使用 ARM 的 AMBA 3 AXI（高级可扩展接口）总线，会在访问内存和外设时产生最高性能。从 Cortex-R4 开始，这些采用 40 nm G 工艺的处理器都能够达到 1,500 Dhrystone MIPS 的性能。

实时

提供具有确定性的行为以获得高可靠性

Cortex-R 处理器通过对事件和中断做出快速且具有确定性的响应来支持实时系统。中断接口和外部中断控制器的选择允许 SoC 设计者在响应时间和中断数、中断屏蔽和优先化等功能之间进行优化。任何可将中断响应延迟超过几个周期的指令都可停止并重新启动。Cortex-R 处理器还具有一个与本地 RAM 或闪存的紧密耦合内存 (TCM) 接口，此本地 RAM 或闪存可保持始终可立即用于处理的指令或数据。TCM 可以为时间关键事件保持中断服务程序或其他代码。可使用 DMA 通过专用 AXI 从属设备总线接口将快速数据读入 TCM 或从 TCM 中读出。这些功能使系统可以对实时事件做出快速且具有确定性的响应。

灵活的成本效益和能效

可针对功能丰富且成本敏感的应用进行配置

Cortex-R 系列的主要特点是可配置性，允许设计者选择处理器功能以精确匹配应用要求。这些选项使 Cortex-R 处理器可以满足范围广泛的应用，并且设计者可以根据最终 ASIC 或 ASSP 设备的功耗、面积和成本权衡功能和性能。例如：

ARM Connected Community 成员和其他组织为 Cortex-R 处理器提供工具和软件，如编译器、调试器和实时操作系统。还有特定硬件和软件产品（如微控制器硬件和移动基带协议堆栈软件）的提供商。单击以下徽标可了解详细信息：