婚姻，基本是每个人必定要经历的旅程，“买新房，买新家电，领证去”这段话可以说是现在社会的缩影，所以，房地产火了，开发商也都成了人们眼中的土豪；同样，家电市场也是一片欣欣向荣，每年数以亿计的家电流入全球的家庭，而作为以传统8位单片机为核心控制的家电产品，对于低端MCU的需求量可想而知。哪怕是到如今，移动设备的配置大有跟桌面时代一较高下的情势下，在细分化的家电市场或是工业控制等领域，8位、16位的低端单片机仍根深蒂固，占有大片市场。究其原因，这些领域需要的功能单一、简单，在性能达到要求的同时，低成本，低功耗的8位MCU才是商家的首选。
针对这种现象，ARM公司在2009年推出了一款低成本、低功耗、高能效的32位处理器--ARM Cortex-M0，意在夺取低端8位MCU市场。
Cortex-M0构造图
与传统的8位单片机相比，基于Cortex-M0内核的32位MCU有明显的性能、功能优势。
首先，基于32位Cortex-M0内核的MCU处理数据性能上比8位有明显的优势，一次能处理32位的数据宽度，换句话说，能用更少的时间完成相同的任务。
其次，M0采用了Thumb-2指令集技术，支持16/32位指令，代码大小比8位设备小30%，这不但大大节省了闪存的利用率，更能通过更低的总线速度完成和8位单片机相同的任务，从而降低了功耗。
第三，ARM内核独有的嵌套向量中断控制器（NVIC），为处理器提供了卓越的中断处理能力。
然而，这些还不是基于M0内核的微控制器最大的优势，更重要的是各大厂商将M0与自身产品优势的整合，针对不同领域提供了丰富的差异化的外设接口功能，这对于外设功能薄弱的传统8位单片机形成了强有力的竞争力。
Cortex-M0的出现真可谓是司马昭之心，其一，ARM公司出于自身产品线考虑，想让自己的产品线覆盖到低端的8位、16位MCU市场；其二，全面侵噬8位、16位MCU的市场份额，最终目的，当然是全面取代现有的8位单片机市场。
但是，事情的发展不是你一厢情愿就行的，ARM Cortex-M0在功能和性能上的优势并未使它一举推翻8位单片机的地位，在初期的推行效果并不显著，首先，传统单片机如51系列、AVR系列牢牢把控着市场、链接着上下游，很难撼动其地位；其次，当时的传统8位单片机完全满足产品的性能、应用要求，在利益没有足够大的前提下，冒风险随意变更产品线不符合商家的习惯。
但如今，随着人们对生活质量的要求越来越高，以家电行业为例，其功能也变的越来越多，越来越智能，单一的8位、16位低端单片机在性能、功能上有些乏力、疲软，此时，ARM Cortex-M0的优越性能才得以发挥用武之地，成为杀入低端市场的32位单片机。一旦形成契机，ARM公司百尺竿头更进一步，相应适宜的推出了M0的升级版--M0+，在能效比和功能上做了进一步优化和增设。
ARM Cortex-M0
ARM Cortex-M0+
ISA支持
Thumb® / Thumb-2 子集
Thumb® / Thumb-2 子集
流水线
3 级
2级
性能效率
1.62 CoreMark/MHz - 0.84 DMIPS/MHz（RVCT 5.0.90 编译器）
1.77 CoreMark/MHz - 0.93 DMIPS/MHz（RVCT 5.0.90 编译器）
内存保护
无
带有子区域和后台区域的可选 8 区域 MPU
中断
不可屏蔽的中断 (NMI) + 1 到 32 个物理中断
不可屏蔽的中断 (NMI) + 1 到 32 个物理中断
睡眠模式
集成的 WFI 和 WFE 指令和“Sleep On Exit”功能
睡眠和深度睡眠信号
带 ARM 电源管理工具包支持的可选 Retention 模式
集成的 WFI 和 WFE 指令和“Sleep On Exit”功能
睡眠和深度睡眠信号
带 ARM 电源管理工具包支持的可选 Retention 模式
位操作
可以使用 Cortex-M 系统设计工具包来实现位段区
可以使用 Cortex-M 系统设计工具包来实现位段区
增强的指令
硬件单周期 (32x32) 乘法选项
硬件单周期 (32x32) 乘法选项
调试
可选 JTAG 和串行线调试端口。最多 4 个断点和 2 个观察点
可选 JTAG 和串行线调试端口。最多 4 个断点和 2 个观察点
Trace
无
可选的 Micro Trace Buffer
功耗
16µW/MHz（90LP 工艺，最低配置）
11.2uW/MHz 的功耗（90LP 工艺，最低配置）
从上面表格的对比中我们可以看到，M0+针对M0的提高主要有3个方面：
- 流水线的改进：为了进一步降低Cortex-M0的功耗，M0+将流水线改为了2级，相应的我们可以看到性能效率更高了,提升至 1.77 CoreMark/MHz。
- 内存保护单元的增设：增加与了ARM Cortex-M3、M4高端MCU上相同的功能。
- 可选的Micro Trace Buffer增设：微跟踪缓冲区MTB的增设增强了调试功能。
接下去几乎就是一蹴而就的事了，顺应市场风向的变化，各大厂商基于ARM Cortex-M0及M0+内核的微控制器纷纷出炉。
ARM通过其Cortex-M0或M0+内核向各大厂商提供了同等公平的机会，而各大厂商需要针对自身特点对M0内核加以整合优化，设计出属于自身产品的特点。
意法半导体 STM32F0系列
STM32F0系列是意法半导体公司最早推出的一个基于Cortex-M0内核的MCU系列，其中包括子系列STM32F050系列、51系列以及最新的30系列。
STM32F0系列简介
基于ARM Cortex-M0的STM32 F0系列实现了32位性能，继承了STM32系列的实时性能、低功耗操作、高级架构和外设以及完整的生态体系。其中51系列和50系列性能比较相似，都可以应对传统的8位单片机向32位过渡，只不过在功能上51系列多了1个12位的DAC。而50系列在芯片封装相对于51系列也有所减小，如最新的STM32F050F6P6仅采用了TSOP20封装。这些都可以根据用户实际需求选择适合的产品，通过选型指南可以查看更详细的内容。
STM32F0功能
在STM32F0系列中最值得推崇的要数STMF32F030超值系列，虽然是STM32系列中价格最低的产品，但功能上没有做减法，具有全套外设，如高速12位ADC、先进且灵活的定时器、日历RTC和通信接口（例如 I²C、USART和SPI），最小TSSOP20封装的大小能够轻松地将其应用到传统的8位单片机领域。
STM32F030系列
可以说意法半导体STM32 F0系列填补了8位和16位微控制器应用之间的空白，让经济型终端产品拥有了先进的高端特性（点击查看STM32 F0评测文章），为家庭娱乐产品、电器和工业设备提供了无与伦比的灵活性和可扩展性。
英飞凌 XMC1000系列
今年上半年，英飞凌公司推出了旗下基于ARM Cortex-M0内核的XMC1000系列，包括三个子系列：XMC1100 、XMC1200以及XMC1300，从英飞凌这么给力宣传视频也能看出其对自身产品的重视与信心。
XMC1000系列
英飞凌的这三个系列分的很细，XMC1100系列属于入门型产品，主要工业应用领域，XMC1200系列集成了一个电容触控和LED显示控制单元，一个BCCU，重点将用于LED显示和交互控制（更详细的内容可以参考XMC1200评测文章）。
最属强大的还是XMC1300系列，有别于其他Cortex-M0的单片机产品，XMC1300系列专门针对电机控制和数字电源转换应用进行优化，在马达驱动等实时控制领域有明显的优势：
- 集成一个功能强大的捕获/比较单元 CCU8（支持8对互补PWM生成和非对称PWM生成）
- 集成位置接口单元（POSIF），支持精确的电机位置检测
- 集成算术协处理器，支持无传感器FOC（磁场定向控制）解决方案，提高电机运行效率
XMC1000系列更多特性
英飞凌XMC1000系列中3个子系列各有千秋，三个产品相互依存又相互独立，突出的针对不同领域的差异化功能更能保证市场的核心竞争力，更详细的介绍可以参考XMC1000选型。
赛普拉斯 PSOC4系列
赛普拉斯的PSoC系列一直是以集成了高性能模拟、可编程逻辑、内存及微控制器的嵌入式片上系统而文明，而今，赛普拉斯将PSoC模拟、数字架构以及业界领先的CapSense 电容式触摸技术同ARMCortex-M0内核结合，开发出了高性能、低成本、更先进的独一无二的可编程片上系统架构的PSOC4系列。
PSOC4简介
PSoC4系列最大的特点莫过于可以依照设计者的想法重新自定义模拟组件，创建一个真正意义上的可定制化的ARM Cortex-M0。另外，与之配套的开发工具PSoC Creator3.0亦十分强大，它可以精简产品的设计过程，从硬件到软件的转变变得轻而易举，让不懂软件的硬件工程师同样可以“编写代码”。
PSoC系列主频高达48MHz，集成了高达32KB闪存以及4KB的SRAM，拥有有史以来Coretex-M0器件最宽广的工作电压范围1.71V~5.5V，ADC、PLD、CapSense®触摸感应等一应俱全（更详细的特性可以参考PSoC4系列）。
目前PSoC 4系列的产品主要包括：PSoC 4100和PSoC4200。
PSoC 4100系列是基于Cortex-M0的最低成本的PSoC，在保留PSoC的灵活性和高集成度的同时，在价格上有一定的优势，非常适合成本敏感的大批量生产的产品。
PSoC 4200系列则为PSoC4系列的高端产品，拥有速度更快的处理器，更高的ADC采样速度，以及基于PLD的增强型通用数字模块（UDB）（基于PSOC4200评测文章）。
更多信息可以参考PSoC4专题。
新唐科技 Cortex-M0微控制器
新唐科技基于M0内核的微控制器产品线十分丰富，除了NUC100，NUC120，NUC130，NUC140系列，新系列NuMicro M051™系列，包括M052/54/58/516等都具有丰富的外设，提供卓越的功能和连接能力。是8/16位MCU向32位过渡的绝佳替换品。
以NUC100，120，130和140系列为例，最高运行速度可达50 MHz，具有高达512 KB闪存，64 KB的SRAM，一个单周期32位硬件乘法器，可配置选项包括USB，LIN和CAN等。工作在3.3 V、50MHz时的功耗大约为28mA。
NUC140系列
更多产品信息可以参考选型指南。
小结
介绍了ARM Cortex-M0 的出现以及发展 ，Cortex-M0及M0+作为目前学生、工程师最长接触的架构之一，具有传统8位机无法比拟的性能和功能的优势，时代在发展，随着越来越多功能强大的电子产品的诞生，32位单片机取代传统8位单片机是必然的趋势，只不过是时间早晚的问题，看到各大厂商把重心从传统8位单片机转移到32位单片机的决心和态度，我们可以预见一个越来越丰富智能的生活时代。
关于更多基于Cortex-M0及M0+系列的产品，请参考传统8位MCU岌岌可危，基于Cortex-M0及M0+的32位单片机全面入侵(下)。
参考资料
- ARM Cortex-M0
- 意法半导体 STM32F0系列
- 英飞凌 XMC1000系列
- 赛普拉斯 PSOC4系列
- 新唐科技 Cortex-M0微控制器
原创申明：本文为爱板网原创，谢绝转载！
婚姻，基本是每个人必定要经历的旅程，“买新房，买新家电，领证去”这段话可以说是现在社会的缩影，所以，房地产火了，开发商也都成了人们眼中的土豪；同样，家电市场也是一片欣欣向荣，每年数以亿计的家电流入全球的家庭，而作为以传统8位单片机为核心控制的家电产品，对于低端MCU的需求量可想而知。哪怕是到如今，移动设备的配置大有跟桌面时代一较高下的情势下，在细分化的家电市场或是工业控制等领域，8位、16位的低端单片机仍根深蒂固，占有大片市场。究其原因，这些领域需要的功能单一、简单，在性能达到要求的同时，低成本，低功耗的8位MCU才是商家的首选。
针对这种现象，ARM公司在2009年推出了一款低成本、低功耗、高能效的32位处理器--ARM Cortex-M0，意在夺取低端8位MCU市场。
Cortex-M0构造图
与传统的8位单片机相比，基于Cortex-M0内核的32位MCU有明显的性能、功能优势。
首先，基于32位Cortex-M0内核的MCU处理数据性能上比8位有明显的优势，一次能处理32位的数据宽度，换句话说，能用更少的时间完成相同的任务。
其次，M0采用了Thumb-2指令集技术，支持16/32位指令，代码大小比8位设备小30%，这不但大大节省了闪存的利用率，更能通过更低的总线速度完成和8位单片机相同的任务，从而降低了功耗。
第三，ARM内核独有的嵌套向量中断控制器（NVIC），为处理器提供了卓越的中断处理能力。
然而，这些还不是基于M0内核的微控制器最大的优势，更重要的是各大厂商将M0与自身产品优势的整合，针对不同领域提供了丰富的差异化的外设接口功能，这对于外设功能薄弱的传统8位单片机形成了强有力的竞争力。
Cortex-M0的出现真可谓是司马昭之心，其一，ARM公司出于自身产品线考虑，想让自己的产品线覆盖到低端的8位、16位MCU市场；其二，全面侵噬8位、16位MCU的市场份额，最终目的，当然是全面取代现有的8位单片机市场。
但是，事情的发展不是你一厢情愿就行的，ARM Cortex-M0在功能和性能上的优势并未使它一举推翻8位单片机的地位，在初期的推行效果并不显著，首先，传统单片机如51系列、AVR系列牢牢把控着市场、链接着上下游，很难撼动其地位；其次，当时的传统8位单片机完全满足产品的性能、应用要求，在利益没有足够大的前提下，冒风险随意变更产品线不符合商家的习惯。
但如今，随着人们对生活质量的要求越来越高，以家电行业为例，其功能也变的越来越多，越来越智能，单一的8位、16位低端单片机在性能、功能上有些乏力、疲软，此时，ARM Cortex-M0的优越性能才得以发挥用武之地，成为杀入低端市场的32位单片机。一旦形成契机，ARM公司百尺竿头更进一步，相应适宜的推出了M0的升级版--M0+，在能效比和功能上做了进一步优化和增设。
ARM Cortex-M0
ARM Cortex-M0+
ISA支持
Thumb® / Thumb-2 子集
Thumb® / Thumb-2 子集
流水线
3 级
2级
性能效率
1.62 CoreMark/MHz - 0.84 DMIPS/MHz（RVCT 5.0.90 编译器）
1.77 CoreMark/MHz - 0.93 DMIPS/MHz（RVCT 5.0.90 编译器）
内存保护
无
带有子区域和后台区域的可选 8 区域 MPU
中断
不可屏蔽的中断 (NMI) + 1 到 32 个物理中断
不可屏蔽的中断 (NMI) + 1 到 32 个物理中断
睡眠模式
集成的 WFI 和 WFE 指令和“Sleep On Exit”功能
睡眠和深度睡眠信号
带 ARM 电源管理工具包支持的可选 Retention 模式
集成的 WFI 和 WFE 指令和“Sleep On Exit”功能
睡眠和深度睡眠信号
带 ARM 电源管理工具包支持的可选 Retention 模式
位操作
可以使用 Cortex-M 系统设计工具包来实现位段区
可以使用 Cortex-M 系统设计工具包来实现位段区
增强的指令
硬件单周期 (32x32) 乘法选项
硬件单周期 (32x32) 乘法选项
调试
可选 JTAG 和串行线调试端口。最多 4 个断点和 2 个观察点
可选 JTAG 和串行线调试端口。最多 4 个断点和 2 个观察点
Trace
无
可选的 Micro Trace Buffer
功耗
16µW/MHz（90LP 工艺，最低配置）
11.2uW/MHz 的功耗（90LP 工艺，最低配置）
从上面表格的对比中我们可以看到，M0+针对M0的提高主要有3个方面：
- 流水线的改进：为了进一步降低Cortex-M0的功耗，M0+将流水线改为了2级，相应的我们可以看到性能效率更高了,提升至 1.77 CoreMark/MHz。
- 内存保护单元的增设：增加与了ARM Cortex-M3、M4高端MCU上相同的功能。
- 可选的Micro Trace Buffer增设：微跟踪缓冲区MTB的增设增强了调试功能。
接下去几乎就是一蹴而就的事了，顺应市场风向的变化，各大厂商基于ARM Cortex-M0及M0+内核的微控制器纷纷出炉。
ARM通过其Cortex-M0或M0+内核向各大厂商提供了同等公平的机会，而各大厂商需要针对自身特点对M0内核加以整合优化，设计出属于自身产品的特点。
意法半导体 STM32F0系列
STM32F0系列是意法半导体公司最早推出的一个基于Cortex-M0内核的MCU系列，其中包括子系列STM32F050系列、51系列以及最新的30系列。
