STM32最佳32位元微控制器平台及其应用
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MCU大厂规划并提供多样化完整的32位元微控制器产品组合，并持续推出引领效能标竿、直追DSP等级的高效能MCU，维持与家族成员相同功耗，掌握物联网低功耗特性以更强动力驱使IoT应用的到来…
意法半导体(ST)资深产品行销经理杨正廉先生，以「STM32最佳32位元微控制器平台及其应用」的议题做演说。STM32具备9大产品系列(L0/L1/L4/F0/F1/F3/F2/F4/F7)与32个产品线，涵盖Cortex-M0/M0+/M3/M4/M7等5种MCU核心。
从超低功耗32MHz STM32 L0(72 Coremark)到最高效能200MHz STM32 F7(1000Coremark)，全系列MCU维持针脚兼容(pin-to-pin compatibility )，同时每个型号保证至少供货10年。像STMF703已经持续供货来到第七、第八个年度。
为因应物联网对安全与加密防护的需要，杨正廉指出像STM32 L4强化了从微核心、周边到编解码引擎的全方位防护能力，STM32也广泛应用到像是嵌入式彩色液晶显示器、人机界面、马达控制、家电、联网家电、语音识别、家庭自动化、智能照明等，尤其在穿戴式装置，更有许多厂商采用ST的MCU作为解决方案。
天下物联 无网不连 唯快不破
过去STM32 F4是ST甚至业界中效能最高的Cortex M微控制器，杨正廉提到ST与ARM合作，于2015年3月发表的STM32 F7，采双指令派送(Dual-Issue)、6管线阶的最新Cortex-M7处理器核心微架构，具备存储器防护单元、SIMD单指令多数据指令集，以及具备快取功能的64位元宽度的AXI-M周边？存储器汇流排；时脉达216MHz。
杨正廉进一步揭露STM32 F7功能区块图。他指出ST在Cortex-M7处理器的指令快取(ITCM)与AXI-M汇流排之间，连接了ST自行开发的Chrom-ART Accelerator及ART Accelerator存取加速技术，提供汇流排智能仲裁与可调变的存取优化设计，即便在不搭配外接无DRAM/SRAM情况下，藉由零等待状态？周期的Flash存取加速，可以提升程序码在Flash直接执行或绘图处理的效能。
据ST测试结果，开启Cache(CoreMark 1004)或仅ART加速技术下(CoreMark 889)，较其他无Cache或无ART加速技术(CoreMark为532？37)，相差了2？27倍。
另外，以STM32型号F756功能区块图为例，采216MHz新的ARM Cortex-M7核心、除了前述提到216MHz、ART Accelerator与Chrom-ART Accelerator加速技术之外，另外提供2组SAI、3组I2S半双工、4组I2C、USB专属1.8电源供应、Quad SPI汇流排与硬件编码加速器。
STM32 F7在架构、规格上已进逼于高效能数码信号处理器与实时处理器，并创下1082 CoreMark效能标竿，是过去STM32 F4(Cortex-M4)效能的1.8？2倍，STM32 F7、F4每毫瓦效能为分别为6、7CoreMark/mW，暂停模式下苏醒时间、耗电流为100µA与105μs、290µA与22μs，待机模式下耗电流为2.2、3.1µA，而苏醒时间为318μs，相较之下，STM32 F7维持着接近于上一代STM32 F4相同的功耗表现，同时维持针脚兼容性。
STM32F7整合许多像是4线路SPI Flash/TFT LCD界面、SPI/UART/CAN/I2C串行汇流排、SD Card/USB/Ethernet/SPDIF/Camera IF/I2S TDM等高速周边汇流排，同时外接的存储器界面设计使得程序码长度不再被局限。
STM32F7锁定的目标市场，从通用型MCU、通用型DSP到通用型MPU：1.具备较大的存储器、新核心与丰富的周边支持性，满足需要高端与高整合周边的MCU客群。2.以先进的混合信号处理能力、较大存储器、周边与较低成本，取代既有DSP市场。3.以高效能、先进周边控制与Quad SPI汇流排设计，取代过去用低端MPU为主的人机界面(MHI)应用市场。
整合多元周边 开发套件齐备
STM32 F7有3个型号：STM32F756、STM32F746、STM32F745，依TFT控制器、硬件编码引擎等规格的选配，以及从100？208pins LQFP、176 pins UFBGA pitch 0.65、216 pins TFBGA pitch 0.8等7种封装的选择。硬件开发工具部分，则有ST-LINK V2除错器？除错程序、10月上市的STM32 Nucleo144开发板、提供快速工程雏型的Discovery Kits开发套件，与具备全功能的评估板(Evaluation Boards)。
另外，STM32F4系列也追加了STM32F446(180 MHz、最大512 KB Flash、双Quad SPI and SDRAM界面)、STM32 F469/F479(追加ART/Chrom-ART加速技术、MIPI界面)的3个新成员。
杨正廉也补充了低功耗家族新成员STM32L4，以80MHz低功耗Cortex-M4微核心，具备浮点运算单元与进阶周边，提供100DMIPS与273 CoreMark效能。STM32L4提供了多达7种节电模式：从睡眠模式35 µA/MHz到、仅纯电池维持的4/300 nA，而工作模式下亦有24MHz与80MHz两种操作频率。
从功能区块图来看，STM32L4提供了FSMC 8/16位元平行界面，支持TFT-LCD、SRAM、NOR或NAND Flash存储器，支持8x40 LCD驱动，17组计时器，包含两组16bit马达控制计时器、2组32bit计时器，支持到114 I/Os的触控IC；提供USB OTG、1组SD/SDIO/MMC插槽界面、3组SPI、3组I2C、1组CAN汇流排与1组Quad SPI界面、5组USART与1组 ULP界面。
目前STML4有4个型号，提供256KB？1MB Flash容量选配、USB 2.0 OTG、88x40或4x44 LCD驱动显示，以及AES 128/256硬件编码引擎的选配。
STM32从产业生态来看，韧体部分提供STM32Snippets、标准周边函式库、STM32Cube、也可搭配ARM mBed；硬件部分可搭配对任何MCU发的Micrium、SEGGER、HCC编译器、协力夥伴开发的.NET、Java等虚拟机器；开发工具？软件部分，以ST提供的STM32CubeMX v4.x或第三方整合开发环境(IAR、KEIL、COCoox、etc)进行程序码撰写、组译与除错，以STVP、ST-LINK等工具进行韧体码烧录，并以STM Studio套件进行监测。
除了官方网站ST.COM建置了MCU Finder，ST也提供手机App，让工程师可根据设计需求，快速选择所需的MCU型号、规格；除了透过各地分公司、代理商或经销商提供技术支持之外，众多的技术开发社群也提供了开发谘询、问题解决等的提问管道。STM32每个型号的MCU均分散透过两家晶圆厂进行生产，以确保MCU供货无虞。
