STM32系列微控制器大幅提高嵌入式系統(tǒng)的性價(jià)比和功耗水準(zhǔn)

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　　Cortex-M3是ARM公司為要求高性能(1.25 Dhrystone MIPS/MHz)、低成本、低功耗的嵌入式應(yīng)用專門設(shè)計(jì)的內(nèi)核。STM32系列產(chǎn)品得益于Cortex-M3在架構(gòu)上進(jìn)行的多項(xiàng)改進(jìn)，包括提升性能的同時(shí)又提高了代碼密度的Thumb-2指令集和大幅度提高中斷響應(yīng)的緊耦合嵌套向量中斷控制器，所有新功能都同時(shí)具有業(yè)界最優(yōu)的功耗水平。

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　　以實(shí)現(xiàn)出色的性能和能效為設(shè)計(jì)目標(biāo)，同時(shí)保留開放工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的ARM架構(gòu)和開發(fā)環(huán)境的優(yōu)點(diǎn)，STM32系列產(chǎn)品按性能又分成兩個(gè)不同的系列：STM32F103“增強(qiáng)型”系列和STM32F101“基本型”系列。增強(qiáng)型系列時(shí)鐘頻率達(dá)到72MHz，是同類產(chǎn)品中性能最高的產(chǎn)品;基本型時(shí)鐘頻率為36MHz，以16位產(chǎn)品的價(jià)格得到比16位產(chǎn)品大幅提升的性能，是16位產(chǎn)品用戶的最佳選擇。兩個(gè)系列都內(nèi)置32K到128K的閃存，不同的是SRAM的最大容量和外設(shè)接口的組合。時(shí)鐘頻率72MHz時(shí)，從閃存執(zhí)行代碼，STM32功耗僅36mA，是32位市場(chǎng)上功耗最低的產(chǎn)品，相當(dāng)于0.5mA/MHz。

　　Cortex-M3內(nèi)核主打存儲(chǔ)器和處理器的尺寸對(duì)產(chǎn)品成本影響極大的各種應(yīng)用市場(chǎng)，是針對(duì)這些市場(chǎng)的低成本需求，專門開發(fā)設(shè)計(jì)的微處理器內(nèi)核。Cortex-M3內(nèi)核增強(qiáng)了芯片上集成的各種功能，包括把中斷之間延遲降到6個(gè)CPU周期的嵌套向量中斷控制器、允許在每一個(gè)寫操作中修改單個(gè)數(shù)據(jù)位的獨(dú)立位操作、分支指令預(yù)測(cè)、單周期乘法、硬件除法和高效的Thumb 2指令集，這些改良技術(shù)使Cortex-M3內(nèi)核具有優(yōu)異的性能、代碼密度、實(shí)時(shí)性和低功耗。

　　STM32采用2.0～3.6V電源，當(dāng)復(fù)位電路工作時(shí)，在待機(jī)模式下最低功耗2μA，因此最適合電池供電的應(yīng)用設(shè)備。其它省電功能包括一個(gè)集成的實(shí)時(shí)時(shí)鐘、一個(gè)專用的32kHz振蕩器和四種功率模式，其中實(shí)時(shí)時(shí)鐘含有一個(gè)電池操作專用引腳。

　　在性能方面，STM32系列的處理速度比同級(jí)別的基于ARM7TDMI的產(chǎn)品快30%，換句話說，如果處理性能相同，STM32產(chǎn)品功耗比同級(jí)別產(chǎn)品低75%。同樣地，使用新內(nèi)核的Thumb 2指令集，設(shè)計(jì)人員可以把代碼容量降低45%，幾乎把應(yīng)用軟件所需內(nèi)存容量降低了一半。此外，根據(jù)Dhrystones和其它性能測(cè)試結(jié)果，STM32的性能比最好的16位架構(gòu)至少高出一倍。

　　新產(chǎn)品提供多達(dá)128KB的嵌入式閃存、20KB的RAM和豐富的外設(shè)接口，包括兩個(gè)12位模數(shù)轉(zhuǎn)換器(1微秒的轉(zhuǎn)換時(shí)間)、三個(gè)USART、兩個(gè)SPI (18MHz主/從控制器)、兩個(gè)I2C、三個(gè)16位定時(shí)器(每個(gè)定時(shí)器有4個(gè)輸入捕獲模塊/4個(gè)輸出比較器/4個(gè)PWM控制器)，以及一個(gè)專門為電機(jī)控制向量驅(qū)動(dòng)應(yīng)用設(shè)計(jì)的內(nèi)嵌死區(qū)時(shí)間控制器的6-PWM定時(shí)器、USB、CAN和7個(gè)DMA通道。內(nèi)置復(fù)位電路包括上電復(fù)位、掉電復(fù)位和電壓監(jiān)控器，以及一個(gè)可用作主時(shí)鐘的高精度工廠校準(zhǔn)的8MHz阻容振蕩器、一個(gè)使用外部晶振的4-16MHz振蕩器和兩個(gè)看門狗。因?yàn)榧啥热绱酥撸粋€(gè)電源外，LQFP100封裝產(chǎn)品的最小系統(tǒng)只需要7個(gè)電容器。

　　除工業(yè)可編程邏輯控制器(PLC)、家電、工業(yè)及家用安全設(shè)備、消防和暖氣通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)等傳統(tǒng)應(yīng)用，智能卡和生物測(cè)定等消費(fèi)電子/PC應(yīng)用外，新的STM32系列還特別適合側(cè)重低功耗的設(shè)備，如血糖和血脂監(jiān)測(cè)設(shè)備。

　　STM32系列產(chǎn)品配有成套的ST和第三方的開發(fā)工具。ST提供一個(gè)評(píng)估板、USB開發(fā)工具包和一個(gè)免費(fèi)的軟件庫。Hitex、IAR、Keil和Raisonance不久將在經(jīng)過驗(yàn)證的基于ARM內(nèi)核的工具解決方案的基礎(chǔ)上推出入門級(jí)開發(fā)工具。目前Hitex、IAR、Keil,、Raisonance和Rowley的工具鏈支持STM32。