STM32 F7
—— 一顆高度智能化的MCU

本刊記者 薛士然

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STM32 F7
—— 一顆高度智能化的MCU

本刊記者 薛士然

在ARM宣布推出最新的32位Cortex-M處理器Cortex-M7之后的第二天，意法半導體(ST)就推出了其基于ARM Cortex-M7的STM32 F7系列微控制器。

在討論STM32 F7能夠做些什么之前，先來看看Cortex-M7架構與之前熟悉的Cortex-M3/M4相比，有哪些優異的性能。Cortex-M7性能測試結果高達5 CoreMarks/MHz(CoreMark是嵌入式微處理器基準評測協會開發的嵌入式微處理器性能基準，作為一個行業標準，該基準使用一套應用代碼算法測量微處理器的實際運算性能)，使Cortex-M7能夠同時提供高控制能力與數字信號處理能力，幫助微控制器制造商在提供要求極高的嵌入式應用時，仍能將研發成本控制在很低的水平。與現有的Cortex-M系列產品相同，Cortex-M7也提供適用于C語言的程序模型，而且與現有的系列產品二進制兼容。Cortex-M7主要目標為增強音頻/影像傳感器中樞的處理器、物聯網設備所需的高能效本地處理器、工業控制和電機控制的處理器，以及Sensor hub協處理器等。

意法半導體微控制器市場總監Daniel Colonna先生在具體介紹STM32 F7之前，先拋出了一個問題——意法半導體為什么將此系列產品取名為F7？隨后他解釋說，在自然界中7是一個充滿魔力的數字，比如一周有7天，樂譜分7個音符……其實筆者認為取名為F7，最主要的原因是STM32 F7采用的是Cortex-M7內核，之所以強調數字7充滿魔力，也是希望STM32 F7系列能夠為微控制器的應用帶來更多充滿魔力的智慧功能。

貼上高智能化標簽的STM32 F7

智商的高低與大腦大小無關，而是取決于能否適時連接適量的神經元——STM32 F7就是在這個指導原則下挖掘其智能化的潛力。STM32 F7在Cortex-M7內核外圍集成可互聯的智能化外設和總線，包括使用了意法半導體獨有的自適應實時(ART Accelerator)加速器技術、內部的嵌入式閃存和一級高速緩存，如此一來處理器訪問內外存的代碼和數據時無需等待；同時，集成了AnAXI和先進高性能總線矩陣，內置雙通用直接訪存(DMA)控制器和以太網、通用串行總線On-the Go高速(Universal Serial Bus On-the Go High Speed)和Chrom-ARTAccelerator圖形硬件加速等設備專用DMA控制器。

高的能耗比滿足物聯網時代需求

隨著物聯網時代的到來，數據產生的速度遠遠超過了數據處理能力提高的速度，與此同時又要求處理器的功耗要低，這本身就是一個矛盾體。STM32 F7在平衡這對矛盾時，采取了很多措施來保證達到一個最佳的能效比。Daniel Colonna先生介紹說，雖然STM32 F7的DSP性能是STM32 F4的兩倍多，工作頻率高達200 MHz，但是其在運行模式和低功耗模式(停止、待機和VBAT)的功耗與STM32 F4保持在同一水平線上：工作模式能效為7 CoreMarks/mW；低功耗模式下，當上下文和SRAM內容全部保存時，典型功耗最低為120 μA，典型待機功耗為1.7 μA；VBAT模式典型功耗為0.1 μA。內部采用了加速器技術，在提升性能的同時減少了等待時間，而且由于加入240 KB的SRAM，保證了CPU和雙通用直接訪問內存里的數據，讀寫可以同時進行。

幫助客戶專注于產品創新

采用ARM內核的微控制器，本身就有ARM構建的強大生態系統可以使用，意法半導體在此基礎上也在努力構建更為強大的生態系統供客戶使用。已經熟悉使用STM32 M4的工程師不必擔心在使用STM32 F7時會不適應，因為兩者在引腳和軟件代碼方面完全兼容。這樣一來大大減小了產品開發工程師的壓力，使其可以專注于產品創新而非花費更多時間在優化代碼上面。

STM32 F7系列采用90 nm嵌入式非易失性存儲器CMOS制造工藝，STM32 F7的測試分數高達1000 CoreMarks。Daniel Colonna先生透露，意法半導體正在研發下一個嵌入式閃存節點技術，希望在未來實現采用Cortex-M7內核的STM32系列產品的工作頻率能夠達到400 MHz，測試分數達到2000 CoreMarks。