简化开发下一代Armv8.1-M架构“升级”

发布于：2019/2/18 9:40:48 | 912 次阅读

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　　近日，Arm宣布针对其下一代Armv8.1-M架构推出基于M-Profile Vector Extension (MVE)矢量扩充方案的Arm Helium技术。该技术能够帮助开发者简化软件开发流程，并提升未来Cortex-M系列处理器的机器学习能力与信号处理性能。
　　

　　下一代Armv8.1-M架构“升级”
　　据悉，Arm Helium针对Arm Cortex-M系列处理器设计，在Arm TrustZone的安全基础上，通过M-Profile Vector Extension矢量扩展加强Armv8.1-M架构的计算性能。
　　Helium可以为Arm Cortex-M系列处理器提供15倍的机器学习性能提升和5倍的信号处理性能提升，消除因性能挑战造成的对低成本、高能效设备的使用限制。
　　数字信号处理(DSP)可以通过 Arm Neon 技术扩展至更多Cortex-A架构组件中。针对功能受限的应用，Arm还在其较高性能的Cortex-M处理器系列(包括Cortex-M4、Cortex-M7、Cortex-M33以及Cortex-M35P)中加入DSP扩展方案。这两种技术都可用来加速特定应用的机器学习计算。
　　针对功能最为受限的嵌入式系统，功耗效率是优先考虑的因素，以往的解决方案将Cortex处理器搭配SoC芯片内的DSP处理器，但是这种作法也增加了硬件与软件设计的复杂性。当在这些设备上集成更多机器学习功能时，现有的SoC开发挑战将变得更加突出，因此在运用不同的工具链、编程、调试以及使用各种复杂的专有安全解决方案时，需要开发人员拥有更高水平的知识。
　　搭载Helium技术的Armv8.1-M架构可以克服上述难题，不仅能够提供实时控制程序代码、机器学习与DSP执行能力，而且效率丝毫不减。由此，数百万软件开发人员将能够运行各种DSP功能，安全无虞地扩展各种智能程序到种类更广泛的设备，强化对三种关键类别新兴应用的信号处理支持：震动和运动、语音和声音、以及视觉和图像。新一代搭载了Helium技术的Cortex-M架构SoC将改进未来各种设备的用户体验，包括传感器中枢设备(sensor hub)、可穿戴设备、音频设备、工业应用等。
　　除了提升性能、降低开发成本，SoC设计和开发团队还将立即获得以下优势，包括：通过功能整合，优化成本、功耗以及设计投入；利用Armv8.1-M的设计遵循平台安全架构(PSA)规范的特点，实现简化的TrustZone部署；单一工具链涵盖控制与信号处理软件的开发；简化的软件开发，得益于成熟的Helium生态系统所提供的完善的工具、模型和库，其中许多资源已被Cortex-M开发者广为使用。
　　由于Helium拥有统一的工具链、库和模型，软件开发将更简单。Helium工具链包括Arm Development Studio，涵盖Arm Keil MDK、Arm模型(开发人员可立即使用，用于代码建模)和各种软件库，包括CMSIS-DSP和CMSIS-NN，允许开发人员根据他们的需求选择最合适的资源。对于信号处理应用，我们通过消除对专用DSP或功能加速器的需求以及免去了一层设计复杂性，使之简化。
　　此外，Helium还将Arm Project Trillium计划的价值带到各种机器学习应用中，让框架与库的支持能力向下延伸到硬件层面。由于SoC开发者必须在不同的性能、芯片面积、功耗以及成本等限制下开发适合的方案，因此没有单一的产品能满足所有应用的需求。
　　目前，Arm已推出Helium专属的工具链与模型，预计在未来2年各伙伴厂商将陆续推出采用Helium技术的芯片。

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