探索M85：高性能MCU与MPU的界限模糊

随着MCU性能飞速提升，我们愈发难以界定MCU与MPU的界限。

早在2022年，当Arm推出Cortex-M85时，有工程师评价道：“尽管M85属于Cortex-M系列，但其性能已超越早期Cortex-A处理器，堪称微应用处理器。”

近期，厂商对M85的MCU投入更多资源，这些产品似乎真的具备了与MPU比肩的能力。那么，这些产品究竟有何亮点？EEWorld今日将为您盘点。

洞悉M85的核心优势

性能是M85最显著的优势之一。

M85是首款支持超过6 CoreMarks/MHz且超过3 DMIPS/MHz的Cortex-M处理器。通过Arm Helium技术，M85与前代M7相比，实现了4倍DSP和ML处理性能提升。这种标量性能得益于微架构层面的诸多创新，包括优化的双发射和选择性三发射能力、改进的分支预测，以及包括数据预取在内的增强内存系统。

面对日益严苛的计算需求，Cortex-M微控制器系统开发者面临抉择：是优化软件以从现有微控制器中榨取更多性能，还是迁移代码库至更高性能的微处理器架构？Cortex-M具备多重优势，包括确定性执行、短中断延迟和先进低功耗管理模式。若转向Cortex-A处理器，将牺牲Cortex-M的固有优势。因此，Cortex-M推出了这款“炸裂”性能的产品。

简而言之，它旨在满足“既要又要”的需求——既要媲美MPU的高性能，又要保留MCU的低BOM成本控制、低功耗及开发易用性。

内存系统架构是M85的另一大优势。

M85配备紧密耦合内存（TCM）的低延迟内存系统可保障确定性操作。该架构为SoC设计人员提供四个32位数据TCM接口与一个64位指令TCM接口，所有接口均集成错误校正码（ECC）功能。新增的32位AHB访问接口端口允许外部DMA控制器与M85处理器内核并发访问TCM，从而支持多种常见的数据流处理场景。

M85内存系统还包含配备ECC的一级缓存系统，通过AMBA 5 AXI主接口连接外部存储器，即便面对低速非确定性内存访问也能保持性能优化。

安全是M85的另一大卖点。

M85引入Armv8-M架构的TrustZone技术，成为首款集成Armv8.1-M指针验证与分支目标识别扩展（PACBTI）的Cortex-M处理器，显著降低开发者达成PSA安全认证2级的门槛。PACBTI通过验证函数调用与返回地址，为抵御面向返回和面向跳转的软件攻击提供增强防护。

总之，M85带来的空前性能为MCU开发者开辟新天地。厂商纷纷表示将跟进。然而，更新换代并非一蹴而就，且M85的定位亦需考量。如今，或许正是M85爆发之时。

ST的举措

ST近日推出的STM32V8引发EEWorld众多网友讨论。该产品是STM32系列微处理器中性能最高的一款，EEMBC CoreMark评分高达恐怖的5072，远超STM32N6。

18nm、800MHz Cortex-M85、4MB PCM（相变存储）、MVE（Arm Helium M-profile Vector Extension）——这些关键词彰显该产品实力。

据ST称，仅通过升级至M85内核，新品在实时控制应用的标量数学运算性能上就提升20%；与Cortex-M7产品相比，同主频下性能提升3.5倍；依赖DSP功能的应用性能增幅高达300%~400%。

如此强大性能得益于其采用的18nm FD-SOI PCM工艺。该工艺与汽车MCU Stellar系列同款。FD-SOI与提供高性能运算的FinFET形成竞争。该技术在MCU领域属新兴应用，不仅使STM32V8实现更高运行速度，还显著优化功耗效率。

瑞萨的先行布局

瑞萨对M85的布局更早且更新频繁。

去年10月，瑞萨推出业界首款基于Arm Cortex-M85处理器的RA系列MCU——RA8M1。其突破性3000 CoreMark可满足应用所需的完全确定性、低延迟及实时操作要求。据瑞萨称，6.39 CoreMark/MHz性能将使系统设计人员能用RA MCU替代MPU。

今年6月，瑞萨在官网悄然上线“全球最强MCU”RA系列——RA8P1。

第二代RA采用更先进的工艺和新型存储。据瑞萨称，MRAM相比闪存具备更快写入速度、更高耐用性和更强数据保持能力。此外，为了提升AI性能，第二代RA还集成了Ethos-U55 NPU和另一颗250MHz的M33。

写在最后

从M85融入MCU中，我们愈发难以区分是MCU还是MPU。这些布局显然是为了AI。AI为产品升级提供强大动力。

M85以其超越传统MCU的极致性能和异构集成能力，重新定义高性能嵌入式系统边界，引领MCU迈向“算力无界”的新纪元。