讓我們來看看多核微控制器相對于傳統單核微控制器的三個優勢。

優勢 #1 – 平衡性能和能源消耗

使用多核微控制器的第一個優勢是它為開發人員提供了平衡性能和能耗的額外方法。在單核處理器中，開發人員主要依靠低功耗模式或時鐘縮放來最大限度地降低能耗(盡管可以采用數十種技術)。多核解決方案允許開發人員通過使所有內核以最高效率運行，從而獲得其設備所需的性能。當不需要所有馬力時，可以關閉內核以節省能源并最大限度地延長電池壽命。

在微控制器領域，目前典型的多核解決方案是雙核實現。最常見的實現是將高性能、功能豐富的處理器(如 Cortex-M4 或 Cortex-M7)與低功耗 Cortex-M0+ 處理器配對。這允許低功耗 M0+ 處理低功耗狀態，并且當需要完成一些需要處理的事情(例如 GUI 更新、運行機器學習推理等)時，可以重新打開 M4。這為嵌入式開發人員提供了幾種用于平衡性能和能耗的潛在配置文件。

優勢 #2 – 關注點分離(域)

使用多核微控制器的第二個優點是它允許通過分離關注點或域來分解應用程序代碼。目前有三個主要的領域類別非常適合大多數應用程序，但肯定還有其他的。這三個領域包括：

• 豐富/實時執行
• 安全/非安全
• 應用/通訊(Wi-Fi/BT)

在豐富/實時執行實現中，應用程序根據其時序要求分為兩個域。支持圖形用戶界面等豐富執行功能的組件將位于一個內核中，可能是 Cortex-M4/M7。支持傳感器采集和控制等實時要求的組件將位于第二個內核中，可能是 Cortex-M0+。

在安全/非安全實現中，應用程序的分解不是基于其執行需求，而是基于安全問題。支持安全啟動、加密庫、安全通信或其他一些安全功能的組件將在一個處理器(如 Cortex-M0+)上執行。再一次，在嵌入式開發中，通用應用程序組件將從其他處理器(如 Cortex-M4/M7)執行，這種實現的主要好處是 Cortex-M0+ 充當安全的處理器和執行環境，它與應用程序的其余部分是硬件隔離的。

在應用程序/通信實現中，一個核心專用于專門處理一個通信堆棧。這個堆棧可以是 Wi-Fi 堆棧、藍牙堆棧、其他一些通信堆棧，甚至可能是組合。這里的優點是它可以擁有一個具有集成通信功能的微控制器。然后，第二個內核專用于正常的應用程序代碼。

這些是使用多核微控制器非常有意義的幾種實現方式，在某些情況下，甚至有兩個以上的內核也可能有意義!

優勢#3 – 工作負載分配

最后一個優勢是它允許開發團隊分配工作負載。首先，我們可以將開發和維護應用程序的工作量分配給多個嵌入式開發人員或團隊，我們可以有一個核心一應用團隊和一個核心二應用團隊，然后，每個團隊專注于其核心的應用程序組件，并且顯然與第二個團隊在可能存在重疊關注或需要仔細協調核心之間的應用程序行為的領域進行交互。

我們可以分配工作負載的第二種方式是相當明顯的，因為我們可以將我們的應用程序工作負載分配到多個處理器上。我們可以獲得真正的并發應用程序行為，因為我們有多個內核。不要忘記，就像在使用 RTOS 的并發應用程序中一樣，當我們有多個內核并發時，我們可能會遇到有趣的競爭條件、時序問題、共享資源問題和其他并發行為問題。在內核之間分離工作負載時，務必非常小心使用何種處理器間通信方法。

結論

多核微控制器無疑為嵌入式開發團隊提供了許多優勢，可以幫助他們解決越來越復雜的系統問題。將應用程序劃分為關注區域或域的能力目前是采用多核微控制器的主要驅動力。在考慮遷移到多核解決方案時，平衡性能與能耗以及分配工作負載的能力也是主要優勢。