STM32可以列出很多關(guān)鍵詞,跨界通用、全面覆蓋、完整生態(tài)、超低功耗、多種應(yīng)用。而高性價(jià)比是最受用戶關(guān)注的關(guān)鍵詞。
自2007年,作為主流供應(yīng)商推出世界第一款Cortex-M MCU,到2020年新推出的H7系列高性能大內(nèi)存產(chǎn)品,十幾年來,ST在MCU市場(chǎng)上不斷加大創(chuàng)新力度,STM32持續(xù)出新。5大家族、17條產(chǎn)品線、千款型號(hào)、I/O兼容,STM32大家族跨越通用、超低功耗、高性能和超高性價(jià)比MCU,全面覆蓋各種應(yīng)用需求,打造出了32位MCU的大帝國(guó)。
談到STM32的高性能家族產(chǎn)品,大家已經(jīng)對(duì)STM32F2/F4/F7耳熟能詳。之后的STM32H7系列繼承和發(fā)展了高性能產(chǎn)品家族的特性,其中單核的H743/750和雙核745/747也已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用。2020年初,ST推出STM32H7A3。2020年9月,H7系列又出新品,STM32H723將高性能與低價(jià)格的平衡推到極致。
STM32F2/F7/H7高性能各系列 Coremark/DMIPS對(duì)比
STM32H7各產(chǎn)品應(yīng)用定位如下:
STM32H743:?jiǎn)魏?80MHz及豐富的資源,適用于工業(yè)、醫(yī)療及消費(fèi)類應(yīng)用;
STM32H745:雙核架構(gòu)、125度耐溫以及強(qiáng)大的運(yùn)算能力,適應(yīng)于工業(yè)應(yīng)用的苛刻環(huán)境;
STM32H747:內(nèi)置MIPI DSI, 滿足同時(shí)需要高性能及顯示要求的應(yīng)用;
STM32H7A3:內(nèi)置大容量1.4MB SRAM及低功耗,適用于家電及工控顯示應(yīng)用;
STM32H723:?jiǎn)魏俗顝?qiáng)性能及高性價(jià)比,適用于工業(yè)、醫(yī)療及消費(fèi)類成本敏感型應(yīng)用。
STM32H7各產(chǎn)品應(yīng)用定位
細(xì)說 STM32H7
STM32H7 使用三電源域架構(gòu):主處理域、低功耗域、外設(shè)域。三電源域架構(gòu)有效防止系統(tǒng)漏電流的產(chǎn)生、從而降低整體運(yùn)行功耗;三電源域可按照需求自由關(guān)閉,制定靈活的低功耗方案;所有電源域的外設(shè)資源可自由分配到單核或者雙核使用、靈活配置。
STM32H7系列電源域架構(gòu)
STM32 H7系列主要特性:
Cortex-M7 480MHz主頻
- 雙核Cortex-M4 240MHz (僅STM32H7x5/H7x7系列) - 2400 Coremark, 1027DMIPS - 雙精度浮點(diǎn)運(yùn)算單元 - 16+16KB 一級(jí)緩存 - 64KB ITCM 和 128KB DTCM 快速訪問內(nèi)存 - 最高總線速率達(dá)到240MHz
2MB 內(nèi)部 Flash
- 雙區(qū)設(shè)計(jì)、可不停機(jī)升級(jí)
- 每頁(yè)128KB,帶ECC校驗(yàn)
分散式 1MB SRAM
- CM7內(nèi)核:64KB ITCM 和 128KB DTCM
- AXI總線:512KB
- AHB總線:288KB
- 低功耗域:64KB
- 全部SRAM都帶有ECC校驗(yàn)
H7系列具有強(qiáng)大的內(nèi)核,Chrom-ART Accelerator 和MJPEG codec 可減輕90%以上的CPU工作負(fù)荷,圖像顯示效果佳;主DMA能處理記憶體和外設(shè)之間最復(fù)雜的數(shù)據(jù)傳輸配置,最多提供16個(gè)通道減輕CPU工作負(fù)荷,可橫跨各種外設(shè),高效率傳輸資料;在安全管理方面,使用專屬加密技術(shù)和哈希硬件加速,可減輕90%以上的CPU工作負(fù)荷;高精度計(jì)時(shí)器(2.1ns) 能產(chǎn)生復(fù)雜波形,與多重事件同步,無須CPU輔助。
STM32H7系列的典型案例 - 3D打印機(jī)
STM32H743_H753/STM32H745_H755/STM32H747_H757系列的典型應(yīng)用案例是3D打印機(jī)。其中,Cortex-M7作為高速運(yùn)算處理器,負(fù)責(zé)處理顯示部分,實(shí)時(shí)處理部分由Cortex-M4負(fù)責(zé)。一顆MCU即可完成整個(gè)打印機(jī)功能,大大節(jié)省系統(tǒng)元器件數(shù)量。
STM32H7A3/STM32H7B3主攻圖像應(yīng)用,如家庭控制板,溫控器等。AXI總線:1MB(2x384KB + 256KB)連續(xù)地址SRAM有助于圖像處理;支持串行PSRAM外擴(kuò)。圖像Chrom-GRC在圓形顯示時(shí)減少20%的緩存資源。OctoSPI 接口能更快速地連接外部存儲(chǔ)器,并支持 OctoSPI PSRAM,大容量?jī)?nèi)部RAM。
STM32H7A3/STM32H7B3內(nèi)嵌圖像處理引擎,能夠支持高分辨率顯示應(yīng)用,并能優(yōu)化中低分辨率顯示應(yīng)用。僅使用64pin 封裝就能滿足圖像顯示應(yīng)用,無需擴(kuò)展SRAM,令系統(tǒng)架構(gòu)簡(jiǎn)單,PCB面積更小,成本更低。
STM32H7X3系列的典型案例 - 智能家電顯示控制板
在STM32H7A3/STM32H7B3的典型案例——智能家電顯示控制板的系統(tǒng)架構(gòu)中,ITCM和DTCM主要放置常用代碼;實(shí)時(shí)控制部分通過SDMMC和傳統(tǒng)通訊接口,進(jìn)行傳感器以及馬達(dá)驅(qū)動(dòng)控制,在執(zhí)行上實(shí)現(xiàn)了真正的零等待過程。
H7功耗優(yōu)化功能非常突出。
STM32H7優(yōu)異的能效表現(xiàn)
在運(yùn)行模式下,傳統(tǒng)的STM32F7功耗為500uA/MHz。使用H7,功耗僅為258 uA/MHz,使用SMPSDC/DC供電模式,功耗還會(huì)再縮減一半,僅為F7的四分之一。
在停止模式下,F(xiàn)7功耗大概為370 uA,STM32H745在SMPS供電方式下,功耗為60 uA,如果使用STM32H7A3,功耗可達(dá)32 uA。
性價(jià)比之王:STM32H723/H733和STM32H725/H735
STM32H723_H733 和 STM32H725_H735 系列近期已全球發(fā)布。該系列的主頻和外設(shè)資源豐富很多,但價(jià)格更便宜。產(chǎn)品集成了以太網(wǎng),內(nèi)存擴(kuò)展,TFT LCD顯示驅(qū)動(dòng),對(duì)于工業(yè)網(wǎng)卡、變頻器、伺服器等應(yīng)用非常有優(yōu)勢(shì)。
新品 STM32H72x 將價(jià)格推向極致,一樣的價(jià)格,5倍的性能。
STM32H72x 系列與以往高性能系列性能對(duì)比
性能方面,STM32H72x 系列在550MHz 的CPU主頻下,從Flash執(zhí)行程序時(shí),能夠?qū)崿F(xiàn)2778 CoreMark /1177 DMIPS 的性能,借助L1緩存可實(shí)現(xiàn)零等待執(zhí)行;L1緩存(32 KB的I-緩存 +32 KB的D-緩存)提高外部存儲(chǔ)器的執(zhí)行性能。
STM32H723_H733和STM32H725_H735系列的處理性能
該系統(tǒng)擁有共享型ITCM:ICTM與AXI總線RAM共享一個(gè)192KB存儲(chǔ)空間,可配置,針對(duì)高主頻和性能情況下,通過配置達(dá)到代碼執(zhí)行最高效率。
數(shù)學(xué)加速器是另一個(gè)新功能,一方面做三角函數(shù)運(yùn)算,另一方面作為數(shù)字濾波加速器,能夠?qū)崿F(xiàn)功能加速與減輕CPU負(fù)擔(dān)。
在顯示方面,該系列通過Chrome-ART 加速器,使用內(nèi)部RAM時(shí),LCD-TFT 支持高達(dá)800x600分辨率,最小封裝僅為QFN-68 。
相較于之前推出的高性能超值系列 STM32F730/750/H750,最新問世推出的STM32H7B0/H730,延續(xù)了STM32H7A3和STM32H723系列的主要特性,除flash配置為128k外,其他配置都相同。該系列特別適合價(jià)格敏感的客戶應(yīng)用。
STM32H7的生態(tài)系統(tǒng)
與其他STM32產(chǎn)品一樣,ST為H7系列產(chǎn)品提供了從硬件、軟件開發(fā)工具等完整的生態(tài)系統(tǒng)。
STM32H7軟件開發(fā)平臺(tái)
在軟件工具方面,ST提供從調(diào)試、開發(fā)、配置、監(jiān)測(cè)一站式開發(fā)平臺(tái)。
STM32CubeMX:芯片選型/項(xiàng)目配置/ 代碼生成/
STM32CubeIDE:代碼編輯/代碼編譯鏈接/代碼調(diào)試/代碼燒寫
STM32CubeProgrammer:燒寫、讀取片上存儲(chǔ)區(qū)/燒寫、讀取片外存儲(chǔ)區(qū)/燒寫、讀取選項(xiàng)字節(jié)/
STM32Cube Monitor:功耗測(cè)試,無線藍(lán)牙調(diào)試,USB PD調(diào)試
STM32H7硬件開發(fā)平臺(tái)
硬件工具方面,STM32H7硬件開發(fā)平臺(tái)包括:
NUCELO – 可自由搭建你的項(xiàng)目模型
Discovery – 能快速測(cè)試STM32H7關(guān)鍵特性
EVAL – 全面測(cè)試STM32H7所有性能
責(zé)任編輯:xj
原文標(biāo)題:高性價(jià)比MCU的傳奇 —— STM32H7系列
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