Vässad Cortex M för IoT

Cortex M85 är brittiska Arms nya flaggskepp i styrkretsfamiljen Cortex M.

Arm har kärnor och kärnsystem

Brittiska Arm licenserar ut cpu:er, grafikkärnor, neuronnätskärnor och andra funktionsblock för integrering i chips.

Cpu-familjen Cortex M är avsedd för styrkretsar. Cortex A är för applikationsprocessorer, som typiskt kör Linux.

Arm pusslar även samman sina kärnor till referenskonstruktioner i form av delsystem där cpu:n får gränssnitt, säkerhet, acceleratorer, et cetera för någon speocik tillämpning. Corestone är ett sådant delsystem för röststyrning.

M85 har den vassaste prestandan i syskonskaran. I synnerhet för artificiella neuronnät och annan vektoralgebra. Den är dessutom utrustad med nya säkerhetsfunktioner.

Arm räknar upp intressanta tillämpningar för M85: termostater, smarta högtalare, drönare och industrirobotar.

Röststyrning i IoT-tillämpningar är en nisch som Arm tror på. Så företaget har stoppat in M85 i Corstone 310, ett färdigt delsystem för röststyrning i form av ett IP-block. Det kan exempelvis användas i en röststyrd wearable eller kamera.

I Corstone 310 kompletteras M85 med den dedikerade neuronkärnan Ethos U55. Men M85 stöder dessutom vektorinstruktioner kallade Helium vilket ger den bättre AI-prestanda även när den arbetar ensam. Och vektorinstruktioner är nyttiga för många tillämpningar utöver AI, exempelvis signalbehandling.

Cortex M85 har en prestanda på 6 Coremark per MHz, eller 30 procent högre skalär prestanda än Cortex M7. Det beror bland annat på mer parallellitet i rörledningen.

Utöver säkerhetstekniken Trustzone kan M85 utnyttja två nya säkerhetsfunktioner i Arms instruktionsuppsättning. Båda adresserar angrepp som går ut på lura processorn att besöka minnesadresser som angriparen har kontroll över.

Den ena kallas pekarautentisering och skyddar minnesåtkomst med autentisering. Den andra kallas Branch Target Identification (PACBTI) och låter programmeraren slå fast adresser som det är tillåtet för exekveringen att hoppa till.

Arm Cortex M85 finns för licensering nu, liksom Corstone 310. Under utveckling är även en Corstone-design för bildanalys med kodnamn Kochab.

Merparten av alla Cortex M-cpu:er kan köras i virtuell hårdvara från Arm. Detsamma gäller några styrkretsar från ST och NXP, och en komplett Raspberry Pi 4B.

Meningen är att du ska kunna återanvända mjukvara mellan alla dessa hårdvaruplattformar genom att följa en standard kallad Centauri för att paketera mjukvara och dokumentation.

Samtidigt med Corstone 310 släpps ett IP-block kallat Corstone 1000 för molnuppkopplade edge-enheter baserat på Cortex A-processorer för att de ska kunna köra Linux.