现如今，逢芯片必谈物联网，据IDC数据显示，全球物联网市场规模有望在2025年达到1.2万亿美元，其中中国物联网市场在2025年有望超3000亿美元。

Arm指令集是物联网芯片的主力，对于物联网Arm曾在去年十月推出全面解决方案，包括三部分：预先集成且经过验证的子系统Arm Corstone，为Corstone创建参考设计虚拟拷贝的Arm虚拟硬件，实现软件重复使用和利用的Project Centauri。

增长带动需求，需求带动生态。Arm发现，现行业对更高性能、更高安全性和更快上市时间需求愈发扩大，开发者需要更多的选择、更简单的开发和更安全的处理能力，才能继续扩大物联网规模。为应对现有需求，Arm近期再推两款全新全面解决方案。

两个最新的Corstone子系统

Arm是一家不做芯片，只授权芯片IP（知识产权核）的公司。现有物联网系统大多基于Arm指令集，这是因为Arm芯片的低功耗、高性能非常契合现有物联网需求。

Arm处理器家族分为Cortex-A（Application）、Cortex-R（Real-time）、Cortex-M（Microcontroller）三个系列，分别定位高计算性能应用、实时运行操作应用、微控制器领域，较为巧合的是三个系列合起来刚好组成“ARM”这一单词。

此次Arm发布了分别采用Cortex-M和Cortex-A的两个最新Corstone子系统——Corstone-310和Corstone-1000。

Corstone-310预先集成最新的Cortex-M85和可选的Ethos-U55，成为Arm目前最高性能的MCU（单片机）级处理器。随着物联网发展，微控制器软件开发者希望在产品中添加越来越多的功能和安全性，这种情况下要不从当前微控制器中在每个时钟周期挤出更多的处理能力，要不放弃部分功能，两种方案都不理想且耗时。Cortex-M微控制器系列则可提供确定性、低中断延迟、先进的低功耗管理模式，以及通过TrustZone实现的集成硬件支持的安全功能。Cortex-M85是更进阶产品，对于具有额外性能和安全要求的应用程序而言，它是理想之选。该解决方案面向智能音箱、恒温器、无人机、工厂机器人等用例。开发者还可通过将Corstone-310与不同的参考软件相结合，开发各式各样的高性能产品。

Corstone-1000是首款为Cortex-A设计的方案，该方案基本配置采用了Cortex-A32，但其设计可扩展至Cortex-A53，以支持广泛的性能点，方案还囊括一个Cortex-M0+，以创建一个性能卓越、极为节能的异构系统。为确保Linux等操作系统的“开机即用”，并简化软件开发，Corstone-1000已取得SystemReady-IR的规范标准，并且为了实现更高的安全级别，具有独立的操作系统和系统资源的Cortex-M0+处理器作为一个安全的隔区，这意味着Corstone-1000可以立即获得PSA Level 2认证。OEM厂商可即刻从Project Cassini中受益，物联网开发者也可首次能轻松利用Linux等操作系统的平台功能和潜力。该解决方案面向智能可穿戴设备、网关和高端智能摄像头等设备上进行应用级工作负载的开发。

最强的Cortex-M处理器

Cortex-M系列一直是低功耗应用的首选，Cortex-M85既是组成Corstone-310解决方案的重要一环，也是有史以来最强的Cortex-M处理器，参数上提供超过6 CoreMarks/MHz和超过3 DMIPS/MHz的性能。

Cortex-M85拥有接近Cortex-A的性能，并且突破了传统和机器学习（ML）的界限：得益于双发射和选择性三发射能力、分支预测和内存系统的增强，Cortex-M85比Cortex-M55传统工作负载能力提升了85%；通过新增微架构功能，Cortex-M85与相比Cortex-M7标量性能提升了30%；由于集成Arm Helium技术，支持诸如高保真音频处理等苛刻的机器学习用例，而无需附加DSP，其对机器学习工作负载比Cortex-M55高20%，是Cortex-M7（不搭载Helium技术）的4倍。

另外，Cortex-M85拥有极强的安全性：它是首个从全新Arm-v8.1M架构中集成指针认证和分支目标识别（Pointer Authentication and Branch Target Identification, PACBTI）扩展的Cortex产品，这一全新架构功能具备增强的软件攻击威胁缓解能力，有助于实现物联网部署的安全基线PSA Certified Level 2，同时打在PACBTI的额外的好处在于可利用广泛的Cortex-M软件生态系统。

Arm物联网兼嵌入式事业部副总裁Mohamed Awad表示，机器学习 (ML) 和人工智能 (AI) 将在未来的物联网及嵌入式设计中起到关键作用，其发展势头也非常迅猛。目前绝大部分的人工智能都是运行在基于Arm架构的物联网终端上，但许多应用其实才刚开始触及物联网的表面，这是Cortex-M85这款产品在CPU中原生打造如此卓越ML性能的主要原因之一。

工业自动化、关键字词识别、智能音响、无人机等将会是Cortex-M85的主要用例，根据他的介绍，瑞萨、恩智浦和意法半导体等合作伙伴对Cortex-M85表现出了极大的支持和兴趣，因为它真正为微控制器的安全性和高性能设定了新的标准。预计在2022年年内应该可以在市场上看到基于Cortex-M85处理器的芯片。

不断进化的Arm虚拟硬件

Arm虚拟硬件是半年前Arm全面解决方案的一部分，至今已有数百名开发者使用了Arm虚拟硬件，且反馈非常好。Arm虚拟硬件能够使得在云端实现规模化，免于昂贵的实体设备设置和维护。

“据开发者反馈，三大关键领域需要重点关注：首先，开发者喜欢在硬件可用之前就能为其编写软件，但他们同时也希望能够在该领域的数十亿物联网设备中访问和扩展他们的软件；其次，开发者喜欢AMI使得他们可以将Arm虚拟硬件集成到他们认为合适的开发流程中，但他们并不想改变他们的流程，他们倾向将Arm虚拟硬件直接集成到他们每天使用的现有工具和服务中；最后，在中国生态系统需要本地支持，既要确保Arm虚拟硬件目标易于获取，又要确保本地人工智能合作伙伴能够轻松访问并利用该技术。”Mohamed Awad如是说。

Arm虚拟硬件正大幅简化开发和测试，并将全新类型的开发者带入生态系统，它是一款变革性产品，为赋予软件开发可早于芯片开发而设计。基于他们的反馈，Arm也新增了数款新的虚拟设备，以扩大Arm虚拟硬件的吸引力，包括针对新款Corstone设计的Arm虚拟硬件，以及涵盖从Cortex-M0至Cortex-M33七款Cortex-M处理器的Arm虚拟硬件。

此外，Arm也正借助恩智浦半导体、意法半导体和树莓派等合作伙伴的第三方硬件进一步扩展技术库。它使Arm生态系统能够轻松采用云端开发和持续集成/持续开发 (CI/CD)，而无需大型定制硬件集群。

通过Arm虚拟硬件扩展至生态系统设备和绝大多数的Cortex-M产品，独立软件供应商和云服务提供商现可利用已部署的数十亿个基于Arm架构的物联网和嵌入式设备。

如今已有许多中国的合作伙伴正在使用Arm虚拟硬件，如百度飞桨、深圳未艾智能 (VoxAI)、上海麦士 (mSlink) 和声加科技 (Sound+) 等人工智能合作伙伴。目前，已可通过亚马逊云科技Marketplace（中国区）使用Arm虚拟硬件服务。

规模化的前提是统一标准

物联网和嵌入式市场尤为多样化，其服务领域涵盖传感器、机器人、智能音箱、家电、存储控制器和计算机视觉等方方面面。在如此广阔的市场中，简化开发流程就显得至关重要。今天所发布的产品进一步彰显了Arm在引领物联网生态系统发展、激发整个物联网经济的增长和价值创造方面所具有的独特地位。

Mohamed Awad表示，“在未来十年，我们预估物联网硬件将以每年大约10%的增长率成长，而软件加服务约莫在20%的年增长率。这意味着在物联网领域软件加服务的比重最终将大大超过硬件，这也是为什么Arm花了这么多的时间精力来确保软件运行良好且使基于Arm架构的开发更为简便。”

为了实现规模化，Cortex-M软件生态系统需要联合出一套一致的标准，以实现软件在多个设备上的可移植性和重复使用。Project Centauri的落地正是为了实现这一目标，使开发者能够专注于真正重要的创新和差异化。该项目包含Open-CMSIS-Pack，并已经获得9,500个微控制器和450块开发板的支持，能让软件供应商在这些设备上轻松扩展其产品。

Arm持续对Project Centauri进行投资，同时发布开放物联网SDK框架 (Open IoT SDK Framework) 的首个版本，其中包含全新Open-CMSIS-CDI软件标准，这是一个由社区驱动并托管在Linaro的项目，为Cortex-M生态系统定义了一个通用设备接口。目前已有八家来自芯片合作伙伴、云服务提供商、ODM和OEM厂商等主要行业参与者加入。

Mohamed Awad强调，生态系统是Arm一直以来不变的承诺。多年来，Arm一直植根于嵌入式及物联网市场，Arm将致力于提供最高效的产品上市路径，并确保他们可以最大程度上善用软件及硬件生态系统资源。此次发布的产品彰显了Arm打造业内非常强有力的生态系统上的努力。

作者丨付斌