Cortex-M33是首款采用TrustZone® 安全技術和數字信號處理技術的ARMv8-M全功能實現處理器。該處理器可以支持大量靈活的配置選項，并在廣泛應用中進行部署，此外還提供專用的協同處理器界面以支持經常需要加速和大量運算的運作。Cortex-M33是一款在性能、功耗、安全與生產力之間達到最佳平衡的處理器。

為了顯著降低系統功耗，Cortex-M33處理器采用有序三階管線技術。大部分指令在頭兩個階段就能完成，而復雜的指令則需要3個階段。此外，某些16位指令將采用雙發(fā)射機制，以增強性能。處理器內核有兩個AMBA® 5 AHB5界面：C-AHB和S-AHB，完全對稱，指令和數據提取性能不分伯仲。

Cortex-M33的配置高度靈活，可以滿足廣泛的系統要求

在MPU、DSP、FPU、TrustZone、ETM、MTB、ITM、BPU、DWT和協同處理器界面功能中選擇最佳組合方案，設計師即可迅速打造強大系統。在最低限度的控制系統中，NVIC可以被設定成只容納一個外部中斷;

而在周邊設備豐富的系統中，NVIC能夠設定成可容納至多480個外部中斷，包含至多256個優(yōu)先級。而對于那些依賴大量主動流程和線程以保持可靠運行的系統，設計師還可以增加MPU，用特權和非特權接入控制來強行隔離處理進程。

如需更高級別的代碼、數據和資源保護， TrustZone則是設計師的不二之選。

應用復雜度越來越高，片上調試和追蹤技術的價值也日益凸顯，對保障產品按期交付至關重要。Cortex-M33處理器的內置調試功能可以加速軟件驗證。設計師可以用JTAG端口或雙插針串行調試端口來驗證系統，還可以選擇ETM或MTB進行出色的指令追蹤，而BPU和DWT則可以允許在調試中使用斷點和硬件觀測點。

現在，讓我們探討一下Cortex-M33的五大特色：

1 – 為ARMv8-M 量身優(yōu)化的TrustZone技術為整個系統的安全保駕護航

采用TrustZone技術的Cortex-M33處理器擁有兩個安全狀態(tài)及多種相關特色：

安全狀態(tài)和非安全狀態(tài)的全面利用，必將開啟眾多新機遇和新應用的大門。該系統使用的高價值專利固件可以在安全狀態(tài)下運行。在安全狀態(tài)下設置的監(jiān)管員代碼則可以在系統受到攻擊或不可靠運行后將其恢復初始;而非安全側則像以前一樣向正在用Cortex-M開發(fā)軟件的數百萬開發(fā)者開放。

2 –協同處理器界面，實現高擴展性

對某些應用而言，專用運算起到的作用可謂非同小可;但為了實現專用運算，這個全球最強大設計生態(tài)系統的所有優(yōu)點必須完美保留，即允許設計師在開發(fā)工具、編譯器、調試器、操作系統和中間件之間最大限度的進行選擇。ARM生態(tài)系統可以幫助開發(fā)商節(jié)約時間和成本，進一步提高生產力。

Cortex-M33處理器包含一個可以選配、類似總線的專用界面，主要用于集成緊耦合加速器硬件。對需要頻繁運算的操作而言，該界面可以幫助設計師用自定義的處理硬件提升通用運算能力。須著重指出的是，這樣做并不會使整個生態(tài)系統分裂。該界面包含最多可用于8個協同處理器的控制和數據通路，發(fā)出的信號可顯示處理器的特權狀態(tài)和安全狀態(tài)、指令類型、相關寄存器和操作字段。協同處理器通常會合理的在幾個少數循環(huán)內完成，或在后臺運行并在完成時自動停止。操作的細節(jié)和數據可以通過該界面與單指令同時傳輸，如有需要，還可插入等待狀態(tài)。

3 – 用于任務隔離的存儲保護單元(MPU)

設計師可以自行對選配的MPU編程，為每個安全狀態(tài)和非安全狀態(tài)提供多達16個區(qū)域。在多任務環(huán)境中，操作系統可以在任務情境切換時重新編程MPU，為每個任務定義存儲訪問許可。比如說，某個應用的某個任務只被允許訪問某些應用數據和特定的周邊設備，這種情況下，MPU將保護所有其他的存儲和周邊設備，將訛誤或未授權訪問阻擋在外，有效提升系統可靠性。

存儲區(qū)設置更簡易

Cortex-M33存儲保護架構的開發(fā)基于受保護的存儲系統架構PMSAv8。最新版本搭載了針對各區(qū)域的基線與限值比較器，而非此前的二次方尺寸對齊模型。每個區(qū)域都有一個基線的初始地址、終止地址，以及訪問許可和存儲性質的設定值，因此在這一架構中，設計師設計MPU區(qū)域時再也無需顧慮將多個區(qū)域整合在一起的麻煩了。功能強化后，軟件開發(fā)變得更加簡單，客戶的使用意愿提升，編程步驟也得以減少，并將進而降低情境轉換次數。

4 – DSP拓展

選配的整數DSP拓展可以為系統增加85個新指令。大多數情況下，DSP指令可將性能平均提升3倍，讓所有以數字信號控制為中心的應用性能突飛猛進。

為幫助設計師加速軟件開發(fā)，ARM將在CMSIS項目中提供免費的DSP庫，包含整套過濾、轉換和數學功能(如矩陣)，并支持多種數據類型。CMSIS項目是開源的，其開發(fā)詳情發(fā)布在github上。

5 – 單精度浮點單元

基于FPv5的選配單精度浮點拓展單元包括一份額外的16-入口 64位寄存器文件。該拓展新增45個與IEEE754-2008兼容的單精度浮點指令。使用浮點指令通?？蓪④浖炱骄阅芴嵘?0倍。FPU位于單獨的電源域，負責在整個單元不使用的時候切斷電源。

Cortex-M33是一款能在性能、功耗和安全之間實現最佳平衡的處理器。

嵌入式解決方案日益復雜，而它們帶來的價值也不斷凸顯，當今設計師面臨的挑戰(zhàn)是在相沖突的設計要素之間找到最佳平衡。此外，片上系統包含的軟件數量正在顯著增加，但項目開發(fā)時間卻不斷縮短。為了用更短的時間交付合格的產品，保證性能，減少成本，我們必須踏出正確的第一步。