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高性價比MCU的傳奇 —— STM32H7系列

2020-09-23 13:39 作者:電堂科技 0人讀過 | 我要投稿

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。而高性價比是最受用戶關(guān)注的關(guān)鍵詞。

從2007年推出世界第一款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、I/O兼容，STM32大家族跨越通用、超低功耗、高性能和超高性價比MCU，全面覆蓋各種應(yīng)用需求，打造出了32位MCU的大帝國。

談到STM32的高性能家族產(chǎn)品，大家已經(jīng)對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將高性能與低價格的平衡推到極致。

STM32H7各產(chǎn)品應(yīng)用定位如下：

STM32H743：單核480MHz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：單核最強(qiáng)性能及高性價比，適用于工業(yè)、醫(yī)療及消費(fèi)類成本敏感型應(yīng)用。

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。

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、可不停機(jī)升級

- 每頁128KB，帶ECC校驗
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

?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；高精度計時器(2.1ns) 能產(chǎn)生復(fù)雜波形，與多重事件同步，無須CPU輔助。

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)時處理部分由Cortex-M4負(fù)責(zé)。一顆MCU即可完成整個打印機(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在圓形顯示時減少20%的緩存資源。OctoSPI 接口能更快速地連接外部存儲器，并支持 OctoSPI PSRAM，大容量內(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)簡單，PCB面積更小，成本更低。

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。

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，對于工業(yè)網(wǎng)卡、變頻器、伺服器等應(yīng)用非常有優(yōu)勢。

新品?STM32H72x?將價格推向極致，一樣的價格，5倍的性能。

性能方面，?STM32H72x 系列在?550MHz 的CPU主頻下，從Flash執(zhí)行程序時，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）提高外部存儲器的執(zhí)行性能。