ARM Cortex™-A15 MPCore™ 處理器是業界迄今為止性能最高且可授予許可的處理器。它提供前所未有的處理功能，與低功耗特性相結合，在各種市場上成就了卓越的產品，包括智慧型手機、平板電腦、移動計算、高端數字家電、伺服器和無線基礎結構。Cortex-A15 MPCore 處理器提供了性能、功能和能效的獨特組合，進一步加強了 ARM 在這些高價值和高容量套用細分市場中的領導地位。為何選擇ARM Cortex™-A15 MPCore™ 處理器
基本介紹
- 中文名：ARM Cortex-A15
- 類型：處理器
- 套用領域：智慧型手機、平板電腦、移動計算
- 設備特性：即時 Web 瀏覽、高頻寬操作
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處理器
ARM Cortex™-A15 MPCore™ 處理器提供前所未有的處理功能，與低功耗特性相結合，在 ARM 的各種新市場和現有市場上成就了卓越的產品，這些市場包括移動計算、高端數字家電、伺服器和無線基礎結構。
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ARM Cortex&#8482Cortex-A15 MPCore 處理器是Cortex-a 系列處理器的最新成員，確保在套用方面與所有其他獲得高度讚譽的 Cortex-A 處理器完全兼容。這樣，就可以立即訪問已得到認可的開發平台和軟體體系，包括 Android™、Adobe® Flash® Player、Java Platform Standard Edition (Java SE)、JavaFX、Linux、Microsoft Windows Embedded、Symbian 和 Ubuntu 以及 700 多個 ARM Connected Community ™ 成員，這些成員提供套用軟體、硬體和軟體開發工具、中間件以及 SoC 設計服務。
Cortex-A15 MPCore 處理器具有無序超標量管道，帶有緊密耦合的低延遲 2 級高速快取，該高速快取的大小最高可達 4MB。浮點和NEON™ 媒體性能方面的其他改進使設備能夠為消費者提供下一代用戶體驗，並為 Web 基礎結構套用提供高性能計算。
預計 Cortex-A15 MPCore 處理器的移動配置所能提供的性能是當前的高級智慧型手機性能的五倍還多。在高級基礎結構套用中，Cortex-A15 的運行速度最高可達 2.5GHz，這將支持在不斷降低功耗、散熱和成本預算方面實現高度可伸縮的解決方案。
套用：高級智慧型手機
移動計算
高端數字家庭娛樂
無線基礎結構
低功耗伺服器
隨著以 Web2.0 為中心的設備日益複雜，需要設備支持多種軟體特性並能夠組合各不相同的功能。為此，Cortex-A15 MPCore 處理器引入了 ARM 的新技術，該技術支持高效處理複雜的軟體環境，包括完全硬體虛擬化、大物理地址擴展 (LPAE)，最高可實現 1TB 記憶體，並具有針對容錯和軟故障恢復的錯誤糾正功能。
Cortex-A15 MPCore 處理器是首個融合了針對數據管理和仲裁的高效硬體支持的 ARM 處理器，支持多個軟體環境及其應用程式同時訪問系統功能。這樣，就實現了可靠、具有相互隔離的虛擬環境的設備。
性能
預計 Cortex-A15 MPCore 處理器的移動配置所能提供的性能是當前的高端智慧型手機性能的五倍還多，是基於 ARM 處理器的基礎結構平台的總性能的 10 倍還多，同時還具有 ARM 標誌性的低功耗特性。預計的特定於套用的實現方案示例在下面列出：
| 智慧型手機和移動計算 | |
|---|---|
使用範圍：1 GHz - 1.5 GHz 單核和雙核配置 設備特性：靈活的性能： 即時 Web 瀏覽、高頻寬操作 提高媒體和浮點浮點性能 最佳功耗： 擴大了低功率範圍並延長了電池使用壽命 更豐富的體驗： 控制台品質的遊戲、導航、增強現實套用 | |
使用範圍：1 GHz - 2 GHz 雙核或四核配置 設備特性： 高端性能： 通用和媒體性能 密集流 媒體、圖形和計算工作負載。 最佳功耗、散熱： 無風扇操作、energyStar 更大的物理記憶體： 附加記憶體大於 4GB | |
使用範圍：1.5GHz-2.5 GHz 四核配置 設備特性：高性能： 高端高能效單執行緒和 MP 高擴展性： SoC 一致性，確保高性能和高能效。 虛擬化支持： 支持高效虛擬機和訪問 4GB 以上的物理記憶體 | |
使用範圍：1.5GHz-2.5 GHz 四核、八核或更高配置 設備特性：性能： 高端整數、浮點數性能 可伸縮性： “大集成”> 4 個核。TCO 更低。 大記憶體設備： 支持最高 1TB、硬體虛擬化支持 可靠性： 錯誤糾正、軟故障恢復、監視設備完整性 | |
Cortex-A15 MPCore | |
體系結構 | ARMv7-A Cortex |
多核 | 單處理器群集中的 1-4X SMP 通過 AMBA® 4 技術實現多個一致的 SMP 處理器群集 |
ISA 支持 | ARM Thumb-2 TrustZone® 安全技術 NEON™ 高級 SIMD DSP & SIMD 擴展 VFPv4 浮點 Jazelle® RCT 硬體虛擬化支持 大物理地址擴展 (LPAE) |
記憶體管理 | ARMv7 記憶體管理單元 |
調試和跟蹤 | CoreSight™ DK-A15 |
Cortex-A15 MPCore 主要功能 | |
Thumb-2 技術 | 可為傳統 ARM 代碼提供最高性能，對於存儲指令占用的記憶體，最多可節省 30% 的空間。 |
TrustZone 技術 | 確保全全套用的可靠實現，適合從數字著作權管理到電子支付等套用。獲得技術和行業合作夥伴的廣泛支持 |
NEON | NEON 技術可加速多媒體和信號處理算法（如視頻編碼/解碼、2D/3D 圖形、遊戲、音頻和語音處理、圖像處理技術、電話和聲音合成） |
DSP & SIMD 擴展 | 增加高性能套用中 ARM 解決方案的 DSP 處理能力，同時通過攜帶型、電池電源設備提供所需的低功耗。DSP 擴展經過最佳化，適用於範圍廣泛的軟體套用，包括伺服馬達控制、VoIP 和視頻音頻編解碼器。 |
浮點 | 對半精度、單精度和雙精度浮點算法中的浮點操作提供硬體支持。Cortex-A15 處理器的浮點功能增強了下一代消費類產品（如 Internet 設備、機頂盒和家用網關）中使用的浮點算法的性能。 |
Jazelle RCT | 最多可使即時生產 (JIT) 和提前編譯的位元組碼語言的代碼大小縮小 3 倍，以便提高傳統虛擬機的速度 |
硬體虛擬化 | Cortex-A15 MPCore 處理器是首個融合了針對數據管理和仲裁的高效硬體支持的 ARM 處理器，通過此方式，多個軟體環境及其應用程式將能夠同時訪問系統功能。這樣，就實現了可靠、具有相互隔離的虛擬環境的設備。 |
大物理地址擴展 (LPAE) | 大物理地址擴展 (LPAE) 的引入允許處理器可訪問最大 1TB 記憶體。 |
最佳化的 1 級高速快取 | 性能和功率最佳化的 L1 高速快取結合了最低訪問延遲技術，可以在最大程度上提高性能和降低功耗。高速快取中的 32KB 用於指令，32KB 用於數據。還為實現高速快取一致性提供了增強處理器間通信的選項或支持富 SMP 功能作業系統的選項，以便簡化多核軟體開發 |
集成、可配置大小的 2 級高速快取控制器 | 在高頻率設計或需要降低與晶片外記憶體訪問關聯的功耗的設計中，最多可對 4 MB 高速快取記憶體提供低延遲、高頻寬訪問 |
可靠性和軟故障恢復 | Cortex-A15 處理器內的所有 RAM（包括 L1 和 L2 高速快取）都受奇偶校驗和 ECC 錯誤糾正功能的保護。此機制可糾正單位錯誤、檢測雙位錯誤和日誌錯誤。ECC 支持不會影響常見情況（無錯誤） |
AMBA® 4 高速快取一致性互連 (CCI) | CCI 提供符合 AMBA 4 AXI™ 一致性擴展 (ACE) 的連線埠，以在多個 Cortex-A15 MPCore 處理器之間實現完全一致，可以更好地利用高速快取並簡化軟體開發。此功能對於高頻寬套用是必需的，包括需要一致的單核和多核處理器的群集的遊戲、伺服器和網路。CCI 與 ARM CoreLink™ 網路互連和記憶體控制器 IP 相結合，提高了系統性能和能效。 |
Cortex-A15 NEON 媒體處理引擎 (MPE) | Cortex-A15 MPE 提供了一個引擎，該引擎可同時提供 Cortex-A15 浮點單元的性能和功能以及 NEON 高級 SIMD 指令集實現，以便進一步提高媒體和信號處理功能的速度。MPE 擴展了 Cortex-A15 處理器的浮點單元 (FPU) 以提供一個 quad-MAC 以及附加的 64 位和 128 位暫存器集，在每個周期 8 位、16 位和 32 位整型以及 32 位浮點數據量的基礎上支持一組豐富的 SIMD 操作。 |
Cortex-A15 浮點單元 (FPU) | FPU 提供了與 ARM VFPv4 體系結構兼容的高性能的單雙精度浮點指令，該體系結構是與上一代 ARM 浮點協處理器兼容的軟體。 |
高級多核功能 | |
該處理器還利用得到廣泛認可的 ARM MPCore 多核技術，支持性能可伸縮性並可控制功耗，超過現今類似的高性能設備的性能，同時能夠在嚴格限制移動電源的情況下維持運行。多核處理功能為任何四個組成處理器提供了在不使用時關閉的功能，例如，當設備處於待機模式時關閉以節省功耗。當需要更高性能時，將利用所有處理器以滿足需求，同時仍分享工作負載以保持儘可能低的功耗。 | |
偵測控制單元 | SCU 負責管理互連、仲裁、通信、高速快取之間的傳輸和系統記憶體傳輸、高速快取一致性以及處理器的其他功能。Cortex-A15 MPCore 處理器還向其他系統加速器和非快取 DMA 驅動的外設公開這些功能，以便提高性能並降低系統範圍內的功耗。這一系統一致性還可降低在各個作業系統驅動程式中維持軟體一致性所涉及的軟體複雜性。 |
加速器一致性連線埠 | SCU 上的此 AMBA 4 AXI™ 兼容的輔助接口為主機提供了一個互連點，這些互接點更易於直接連線 Cortex-A15 處理器。該接口支持所有標準讀寫事務，而沒有其他一致性要求。但是，針對一致的記憶體區域的任何讀事務都會與 SCU 互動，以測試信息是否已存儲在 L1 高速快取中。SCU 將在寫入數據轉發到記憶體系統之前強制其保持一致性，並可能將該事務分配到 L2 高速快取，從而消除了直接寫入對片外記憶體產生的功耗和性能影響 |
通用中斷控制器 | 實現標準化、基於架構的中斷控制器後，GIC 可提供內容豐富、使用靈活的方式來中斷處理器間通信以及路由系統中斷和確定其優先次序。在軟體控制下，最多支持 224 次獨立中斷，每次中斷均可在 CPU 之間分布，經過硬體確定優先權，然後在作業系統和 TrustZone 軟體管理層之間路由。藉助虛擬機監控程式，此路由靈活性以及支持虛擬化作業系統中斷這一特性賦予了增強解決方案功能所需的其中一個主要功能。 |
Cortex-A15 MPCore 處理器融合了各種各樣的 ARM 技術並由這些技術提供支持，包括系統 IP、物理 IP 和開發工具。此技術由來自 ARM Connected Conmmunity ™ 的各種不同 SoC 和軟體設計解決方案、工具和服務提供補充，為 ARM 合作夥伴提供了一個涵蓋全功能開發、驗證和生產的通道，增加了設備的吸引力同時顯著縮短了上市時間。
系統IP
ARM ™ 互連和記憶體控制器 IP 解決了在多個 Cortex-A15 MPCore 處理器、高性能媒體處理器和動態記憶體之間高效移動和存儲數據的重大難題，最佳化了 SoC 的系統性能和功耗。使用 CoreLink 系統 IP，SoC 設計人員可以最大限度地利用記憶體頻寬並縮短靜態和動態延遲。ARM CoreSight 技術不僅提供了有關 Cortex-A15 MPCore 處理器的所有核心的完整片上調試和相關的實時跟蹤可見性，還降低了風險並加快了高質量多處理軟體的開發速度。
最佳系統頻寬和延遲由全新的 AMBA® 4 高速快取互連 (CCI) 提供。CCI 提供符合 AMBA 4 AXI™ 一致性擴展 (ACE) 的連線埠，以在多個 Cortex-A15 MPCore 處理器之間實現完全一致，可以更好地利用高速快取並簡化軟體開發。此功能對於高頻寬套用是必需的，包括需要一致的單核和多核處理器的群集的遊戲、伺服器和網路。CCI 與 ARM CoreLink 網路互連和記憶體控制器 IP 相結合，提高了系統性能和能效。
物理IP
ARM物理 IP 平台可提供工藝上得到最佳化的 IP，從而能夠在採用 40nm 及以下工藝時獲得同類最佳的 Cortex-A15 處理器實現。Cortex-A15 處理器由一組高性能處理器最佳化包 (POP) 提供支持，這些最佳化包中包含適用於 28nm 技術的高級 ARM 物理 IP，支持快速開發領先的物理實現。ARM 還在很早就著手準備，確保遵循旨在實現 20nm 最佳化的路線圖。
最佳化包支持 ARM 旨在提供專用型物理 IP 的戰略，以支持合作夥伴獲得最佳化的 ARM 核心實現。ARM 獨家擁有同時設計最佳化包和 Cortex-A15 MPCore 處理器體系結構的功能，支持組合使用處理器和物理 IP 以在移動功率包絡中提供工作站級性能，同時加快上市速度。
工具支持
所有 ARM 處理器均受 ARM 系列開發工具以及各種第三方工具、作業系統和 EDA 供應商的支持。ARM RealView 工具獨一無二，所提供的解決方案涉及從概念到最終產品部署的整個開發過程。
ARM Development Studio 5 (DS-5™) 提供了一整套軟體工具，用於創建、調試和最佳化基於 Cortex-A15 MPCore 處理器的系統。它納入了 DS-5 調試器，該調試器具有強大且直觀的圖形環境，支持快速調試裸機、Linux 和 Android 本機應用程式。此外，其中包含的全新 ARM Streamline™ 性能分析器簡化了軟體中的熱點識別和核心之間的負載平衡。ARM 編譯器支持在晶片可用之前進行早期軟體開發，此編譯器已包括針對 Cortex-A15 MPCore 處理器的特定最佳化，ARM Versatile™ 參考虛擬平台基於 ARM快速模型技術構建。此虛擬平台可供 6 個月免費評估。
處理器
媒體處理器 Mali™ 系列產品組合可提供完整的圖形棧以滿足所有嵌入式圖形要求，從而使設備製造商和內容開發商能夠為範圍廣泛的消費類設備提供最高質量的尖端圖形解決方案。
支持
ARM 培訓課程和主動協助現場系統設計諮詢服務，可幫助授權使用方高效地將 Cortex-A15 MPCore 處理器集成到其設計中以實現最高系統性能，同時最大限度地降低風險和縮短上市時間。
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Cortex-A5 NEON Media Processing Engine Technical Reference Manual
