ST推出性能最強Cortex-M微控制器:STM32 F4

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　　意法半導(dǎo)體近日宣布 STM32? F4系列微控制器產(chǎn)品上市。作為STM32?平臺的新產(chǎn)品，STM32? F4系列基于最新的ARM? Cortex?-M4內(nèi)核，在現(xiàn)有出色的STM32微控制器產(chǎn)品組合中新增了信號處理功能，并提高了運行速度;已上市的新系列產(chǎn)品鞏固了意法半導(dǎo)體的市場領(lǐng)導(dǎo)地位，取得了迄今市場上性能最高的Cortex-M微控制器的稱號。

　　STM32系列微控制器是業(yè)內(nèi)最成功的基于ARM-M處理器的32位微控制器，售出的基于Cortex?- M內(nèi)核微控制器中，幾乎每兩顆中就有一顆是STM32[2]。意法半導(dǎo)體現(xiàn)有的STM32產(chǎn)品適合各種應(yīng)用領(lǐng)域，包括醫(yī)療服務(wù)、銷售終端設(shè)備(POS)、建筑安全系統(tǒng)和工廠自動化、家庭娛樂等。此外，意法半導(dǎo)體正在利用新的STM32 F4系列進一步拓寬應(yīng)用范圍。STM32 F4的單周期DSP指令將會催生數(shù)字信號控制器(DSC)市場，數(shù)字信號控制器適用于高端電機控制、醫(yī)療設(shè)備和安全系統(tǒng)等應(yīng)用，這些應(yīng)用在計算能力和DSP指令方面有很高的要求。新的STM32 F4系列的引腳和軟件完全兼容 STM32 F2系列，如果STM32 F2系列的用戶想要更大的SRAM容量、更高的性能和更快速的外設(shè)接口，則可輕松地從F2升級到F4系列。此外，目前采用微控制器和數(shù)字信號處理器雙片解決方案的客戶可以選擇STM32 F4, 其在一個芯片中整合了傳統(tǒng)兩個芯片的特性。

　　意法半導(dǎo)體公司副總裁兼微控制器、存儲器和安全微控制器產(chǎn)品部總經(jīng)理Claude Dardanne表示：“STM32 F4系列引起市場關(guān)注有多方面的原因，其中最直接的原因為該系列是迄今性能最高的Cortex-M微控制器，且已上市。意法半導(dǎo)體量產(chǎn)的STM32微控制器平臺擁有250余種兼容產(chǎn)品、業(yè)界最好的應(yīng)用開發(fā)生態(tài)系統(tǒng)、以及出色的功耗和整體功能。F4系列是STM32產(chǎn)品家族的頂級產(chǎn)品，目前，意法半導(dǎo)體的Cortex-M微控制器共有4個產(chǎn)品系列：STM32 F1系列、STM32 F2系列和STM32 L1系列，這三個系列均基于Cortex?-M3內(nèi)核;新的F4系列基于Cortex-M4內(nèi)核?！?/p>

　　ARM公司市場執(zhí)行副總裁 Lance Howarth表示：“意法半導(dǎo)體引入ARM Cortex-M4內(nèi)核到其強大的微控制器產(chǎn)品平臺，此決策證明，該內(nèi)核具有功耗低、設(shè)計先進和集成數(shù)字信號控制器的特性?，F(xiàn)在意法半導(dǎo)體擁有業(yè)界最廣泛的基于ARM Cortex-M系列內(nèi)核的產(chǎn)品組合，Cortex-M系列是市場增長最快的微控制器架構(gòu)，STM32 F4系列微控制器無疑將促進設(shè)備廠商在各種應(yīng)用領(lǐng)域應(yīng)用基于ARM架構(gòu)的產(chǎn)品?！?/p>

　　除引腳和軟件兼容高性能的F2系列外，F(xiàn)4的主頻(168MHz)高于F2系列(120MHz)，并支持單周期DSP指令和浮點單元、更大的SRAM容量(192 KB，F(xiàn)2是128 KB)、512KB-1MB的嵌入式閃存以及影像、網(wǎng)絡(luò)接口和數(shù)據(jù)加密等更先進的外設(shè)。意法半導(dǎo)體的90nm CMOS制造技術(shù)和芯片集成的ST實時自適應(yīng) “ART加速器”實現(xiàn)了領(lǐng)先的零等待狀態(tài)下程序運行性能(168MHz)和最佳的動態(tài)功耗[3]。

　　技術(shù)說明：

　　F4系列的專有技術(shù)優(yōu)勢如下：

　　采用多達7重AHB總線矩陣和多通道DMA控制器，支持程序執(zhí)行和數(shù)據(jù)傳輸并行處理，數(shù)據(jù)傳輸速率極快;

　　內(nèi)置的單精度FPU提升控制算法的執(zhí)行速度，給目標(biāo)應(yīng)用增加更多功能，提高代碼執(zhí)行效率，縮短研發(fā)周期，減少了定點算法的縮放比和飽和負荷，且準(zhǔn)許使用元語言工具;

　　高集成度：最高1MB片上閃存，192KB SRAM，復(fù)位電路，內(nèi)部RC振蕩器、PLL鎖相環(huán)、低于1uA的實時時鐘(誤差低于1秒);

　　在電池或者較低電壓供電的應(yīng)用中，且要求高性能處理和低功耗運行，STM32 F4為此帶來了更多的靈活性，以達到高性能和低功耗的目的;包括在待機或電池備用模式下，4KB備份SRAM數(shù)據(jù)被保存;在Vbat模式下實時時鐘功耗小于1uA;內(nèi)置可調(diào)節(jié)穩(wěn)壓器，準(zhǔn)許用戶選擇高性能或低功耗工作模式;

　　出色的開發(fā)工具和軟件生態(tài)系統(tǒng)：提供各種集成開發(fā)環(huán)境、元語言工具、DSP固件庫、低價入門工具、軟件庫和協(xié)議棧。

　　優(yōu)越的和具有創(chuàng)新性的外設(shè)：

　　互聯(lián)性：相機接口、加密/哈希硬件處理器、支持IEEE 1588 v2 10/100M以太網(wǎng)接口、2個USB OTG(其中1個支持高速模式);

　　音頻：音頻專用鎖相環(huán)和2個全雙工I2S;

　　最多15個通信接口(包括6個10.5 Mbit/s的USART、3個42Mbit/s 的SPI、3 個I2C、2個CAN、1個SDIO);

　　模擬外設(shè)：2個12位DAC;3個12位ADC，采樣速率達到2.4MSPS，在交替模式下達到7.2MSPS;

　　最多17個定時器：16位和32位定時器，最高頻率168MHz;

　　STM32 F4系列現(xiàn)已投入量產(chǎn)。

　　STM32 F4系列共有4款產(chǎn)品：

　　STM32F405x：集成了定時器、3個ADC、2個DAC、串行接口、外存接口、實時時鐘、CRC計算單元和模擬真隨機數(shù)發(fā)生器在內(nèi)的整套先進外設(shè)，STM32F405額外內(nèi)置一個USB OTG全速/高速接口。這些產(chǎn)品采用4種封裝(WLCSP64、LQFP64、LQFP100、LQFP144)，內(nèi)置多達1 MB閃存。

　　STM32F407在STM32F405產(chǎn)品基礎(chǔ)上增加了多個先進外設(shè)：第2個USB OTG接口(僅全速);1個支持MII和RMII的10/100M以太網(wǎng)接口，硬件支持IEEE1588 V2協(xié)議;1個8-14位并行相機接口，可以連接一個CMOS傳感器，傳輸速率最高支持67.2 Mbyte/s。這些產(chǎn)品采用4種封裝(LQFP100、LQFP144、LQFP/BGA176)，內(nèi)置512 KB-1 MB閃存。

　　STM32F415和STM32F417在STM32F405和STM32F407基礎(chǔ)增加一個硬件加密/哈希處理器。此處理器包含AES 128、192, 256、Triple DES、HASH (MD5, SHA-1)算法硬件加速器，處理性能十分出色，例如，AES-256加密速度最高達到149.33Mbytes/s。

　　所有產(chǎn)品均已投入量產(chǎn)。

　　* STM32是意法半導(dǎo)體的注冊商標(biāo);ARM和Cortex是ARM的商標(biāo)。本文所涉及其它商標(biāo)均歸其各自所有者所有。

　　[1] 363 Coremark和210 DMIPS的測試成績。

　　[2] 根據(jù)ARM Cortex-M 出貨量統(tǒng)計報告，2007年-2011年第一季度累計市場份額45%。

　　[3] 在外設(shè)禁用時，從閃存執(zhí)行 Coremark評估代碼，電流消耗38.6mA，處理頻率168MHz。