在自動化設備中，通過遠程控制站工作的操作人員需要盡可能多地監控和觀察工廠車間情況。要實現全面的觀測，就需要3D圖形和視頻等全新的圖形功能。例如，讓操作人員觀察分布式工業控制系統的方法之一，就是通過點擊顯示器上特定機械或部位的標簽來進行訪問。

　　高級HMI不但能夠顯示算法處理的數據、2D與3D圖形以及由工廠車間監控攝像機傳送的視頻，而且還可在窗口中顯示重要流程或生產指標?？s放、渲染以及窗口顯示是高級HMI的普通功能。觸摸屏、小鍵盤以及語音均是可選的輸入類型，而所有這一切都需要MPU的接口或外設支持。

　　工廠控制層一般由許多工作在控制層的PLC組成。PLC收集傳感器數據，并做出是否改變生產過程狀態和是否控制繼電器與馬達以及工廠中其它機械設備狀態的決定。它們可監控并管理分為數百個節點運作的大型I/O網絡。

　　PLC通常要求確定性行為，也就是說，每次I/O行為發生所用的時間(或處理器周期)都完全相同，每次都如此。在對實時確定性行為要求不太嚴格的環境中，一些PLC可利用實時操作系統(RTOS)來減輕基于任務的編程，同時確保系統能夠在特定時間周期內做出響應。

　　ARM Cortex-M3內核的差異化特性之一就是其硬件支持確定性行為。ARM Cortex-M3內核可直接從片上閃存中獲取指令和數據，無需從高速緩存中獲取。這使硬件能夠在出現異常時保存CPU狀態。處理器在接收到外部中斷后將控制權轉交給中斷處理程序只需12個周期，而背對背中斷(即尾鏈)將控制權轉交中斷處理程序只需6個周期。

　　從設計角度來看，Cortex-M3內核的內置確定機制使得采用單個MCU取代馬達控制的雙芯片解決方案成為可能。過去，需要數字信號處理器(DSP)來控制與結點相關的馬達，同時還需要MCU來處理與系統其它部分的連接?；贑ortex-M3的MCU具有實現上述兩種功能的能力。

　　確定性性能的硬件支持能夠與為支持確定性而設計的網絡協議實現最佳協作。具有高時間精確度的IEEE1588精確時間協議(PTP)可提供這種特性并具有多點傳送功能。從自動化設計的角度看，這就意味著為IEEE1588 PTP提供硬件支持的10/100以太網是非常重要的外設。在一些更高端可編程自動化控制器(PAC)實例中，千兆位以太網的需求也隨數據傳輸量的提升不斷增加。

　　工廠自動化系統中另一種普遍使用的通信方法是可實現分布式與冗余系統設計的控制器局域網(CAN)協議。無線網絡現已成為PLC、傳感器以及其它節點級設備聯網的趨勢。WLAN(無線以太網)常被用于PLC與PAC之間的通信。德州儀器(TI)Sitara系列ARM微處理器在芯片上集成了面向WLAN的以太網MAC、CAN以及SDIO，并擁有支持網絡協議的必要性能。

　　在傳感器層面上，ZigBee協議正在獲得認可。基于IEEE802.15.4無線電規范的ZigBee采用網狀網絡技術創建穩健的自配置網絡，它是工業應用的理想選擇?；贑ortex M3的MCU具有執行ZigBee協議以及除無線電之外所有相關任務所需的性能。此外，Cortex M3還通過支持auto-MDIX處理10/100 Base T以太網通信(全雙工及半雙工)。

　　TI基于ARM Cortex-M3的Stellaris系列MCU具有片上集成以太網PHY與MAC的更多顯著優勢，不但比雙芯片解決方案節省成本，而且還可節省電路板空間。對于要求性能高于10/100以太網的設計而言，設計人員應該選擇基于Cortex-A8的MPU，如TI Sitara系列。

　　Cortex-M3內核針對片上閃存及SRAM的單周期訪問進行了優化，可實現設計人員之前在MCU中一直不能達到的高性能。由于50MHz Stellaris Cortex-M3 MCU具備單周期閃存與單周期SRAM，因此相比運行在100MHz下的其它MCU，設計人員采用運行在50MHz下的Stellaris MCU能獲得更多的原始性能。