Arm CEO Simon Segars 9日在技术年会（Arm TechCon 2019）中宣布推出Arm Custom Instructions，是1项针对Armv8-M架构新增的功能，预计2020年上半年开始在Arm Cortex-M33 CPU上实施，且不会对新的或既有授权厂商收取额外费用，同时让系统单芯片（SoC）设计人员在没有软件碎裂风险下，得以针对特定嵌入式与物联网应用加入自己的指令。

Arm指出，新增功能结合最近推出的Arm Flexible Access，强调Arm致力于增强芯片合作伙伴的灵活性和差异化，以支持机器学习、人工智能、自驾车、5G与物联网等全新边缘运算的机会。为进一步强化这个承诺，Custom Instructions在未来的Arm Cortex-M CPU上将变成标准功能，使这款CPU成为Arm历来最成功的CPU之1。

资深副总裁暨车用与物联网事业部总经理Dipti Vachani表示，1个拥有1万亿个安全智能设备的世界，将建立在复杂使用案例的多元性上，同时需要增强硬件与软件设计间的协同综效。她指出，我们已经开发出Arm Custom Instructions，让硬、软件能共同设计，以便客户加速实现特定应用，同时获得更大的设备差异化。

Arm Custom Instructions享有安全性的Arm TrustZone技术，是Armv8-M架构演化的一环，能让芯片设计人员借由把独特应用功能加入Cortex-M33 CPU 中，进一步推升效能与效率。此外，这项新功能为设计人员保存编码空间，以便他们能轻易增加定制化数据路径延伸，同时保有既有软件生态系统的完整性。

恩智浦半导体微控制器部门资深副总裁兼总经理Geoff Lees指出，Arm Custom Instructions让恩智浦半导体的伙伴们均可提供客户全新程度的特定应用指令，为崭新的嵌入式应用提升效能、电力消耗以及静态程式码尺寸。并且，所有这些改良都可以在广阔的Cortex-M生态系统中达成，让客户极大化既有的软件投资。

意法半导体微控制器部门总经理Ricardo De Sa Earp则提及，公司基于Arm硅智财的STM32微控制器，目前已经处于工业、消费与医疗市场数百万个智能物件的核心。针对更高效能、更高用电效率与安全性持续不断的需求，我们的设计方式需要进化。而未来Armv8-M核心优化后，人员可以共同设计硬软件，我们的客户也能设计出更多次一代物联网设备，相信意法半导体能带来更多差异性与价值，包括优化的安全性与核心层级的信号处理等功能。

他指出，Arm有一系列加速选项，首先是它的内存映射架构，用于通过总线GPU以及神经处理器单元进行连接。这允许CPU和加速器并行运行，但是总线是瓶颈。客户也可以选择直接连接到CPU的协处理器，不过今天推出的自定义指令将允许客户直接创建他们自己的加速算法，然后直接在CPU上运行。这意味着与内存映射解决方案相比可以获取更低的延迟。

正如Arm所指出的，这种设置为集成客户工作负载加速提供了最低成本(和风险)的途径，因为它不会对影响到现有的CPU特性，并且仍然允许客户使用他们已经熟悉的现有标准工具。

目前，自2020年上半年开始，自定义指令只能在Arm Cortex-M33 cpu上实现。后续它也会适用于未来所有的Cortex-M处理器。不需要为Arm的客户支付额外的费用或购买新的许可证。

Ensergueix指出，随着我们进入一个设备连接越来越多的世界，Arm的更多客户将希望优化他们的处理器，以适应他们通常非常具体的用例，例如，通过创建定制指令，可以更多的减小功耗，以获得更多的电池寿命。

Arm已经与众多合作伙伴合作，以支持定制指令，这些客户包括IAR Systems，恩智浦，Silicon Labs和意法半导体等。

恩智浦的Geoff Lees表示：“ Arm的新自定义指令功能使像恩智浦这样的芯片供应商能够为其客户提供针对特定应用的全新指令优化，以提高性能，功耗和静态代码大小，以适应新兴的嵌入式应用程序。”的微控制器。“此外，所有这些改进都在广泛的Cortex-M生态系统中实现，因此客户的现有软件投资得以最大化。”

    规格和功能  

Arm自定义指令打开了实现定制数据处理操作的大门，而不会给软件开发流程带来复杂性。通过使用Armde 自定义指令芯片设计师可以在保证性能的前提下获得更好的易用性和安全性。

Arm自定义指令可实现更高级别的优化，以满足不断增长的行业对工作负载特定计算的需求。Arm自定义指令功能包括：

 Arm架构兼容

受符合Arm的标准软件开发工具的支持，包括开源编译器（例如GCC）

与处理器管道紧密耦合，为延迟和功耗敏感型应用带来了最高的性能效率提升

与TrustZone技术兼容

    Armv8-M架构的自定义指令说明  

Armv8-M体系结构的 Arm自定义指令 使您可以通过在小型嵌入式处理器中添加特定于应用程序域的功能来进一步提高性能和效率，同时保持Arm的软件生态系统的所有优势。Arm自定义指令支持智能快速开发完全集成的自定义CPU指令，而不会造成软件碎片。

Arm自定义指令允许您在Cortex-M33处理器内部添加可自定义的模块，称为配置空间。该模块由预解码指令驱动，并与CPU的标准算术逻辑单元（ALU）共享相同的接口。将自定义指令添加到可自定义的CPU需要两个步骤：

提供一个配置文件，该文件列出了要用于添加自己的自定义指令的区域。

为您自己的自定义指令构建数据路径，并将其集成到配置空间中。

配置空间可以实现以下Arm自定义指令格式之一，由Arm指令集体系结构定义：

更多内容可以到官网下载Arm自定义指令白皮书：https://developer.arm.com/architectures/instruction-sets/custom-instructions?from=timeline&isappinstalled=0