契合物联网发展机遇,意法半导体推出STM32H7系列

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根据iSuppli的统计,从2013年到2015年ST在中国微控制器市场的排名从第四名上升到第三名。从整个市场增长来看,ST是2014年到2015年唯一增长超过15%的供应商,其中STM32累计出货20亿颗就是很好的证明。全球半导体市场逐步进入成熟期,是什么原因促使意法半导体稳步增长?
 
意法半导体(ST)中国区微控制器市场部高级经理曹锦东解释,“这归功于ST稳健的策略以及非常精细的执行。不管整个业界如何变化,ST都会坚持自己的策略和产品规划,稳步发展,这是我们业务发展的主要源动力,也是ST在整个业界的排名会稳步上升的原因。2007年至2015年,ST每年都会有重要的产品进行发布,这些产品不仅可应用于传统的工业控制领域,还能应用于无人机、IoT行业,同时这些产品具有的高性能且优异的外设能帮助用户设计出富有创造力的产品。”
 
 
 
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意法半导体中国区微控制器市场部高级经理曹锦东
 
 
面对半导体市场的增长变缓,很多厂商寻求新的市场机遇,物联网市场无疑是目前最受热捧的一个。上个月ST总裁兼首席执行官 CARLO BOZOTTI和亚太区亚太区总裁Marco Cassis来华也将ST未来的增长点定位于物联网和自动驾驶,这无疑给ST持续两位数增长目标注入一针强心剂。近日,ST针对物联网应用推出运算性能创记录的STM32H7系列微控制器。
 
ST微控制器产品部高性能32位微控制器高级市场经理Renaud BOUZEREAU介绍,“STM32H7系列内置STM32平台中存储容量最高的SRAM(1MB)、高达2MB闪存和种类最丰富的通信外设,采用ST自主研发的40nm芯片制造工艺,运行模式功耗低于280uA/MHz,待机功耗低于7uA,工作功耗比上一代产品减少一半。新系列首款产品是STM32H743,基于400MHz ARM Cortex-M7内核。新产品还集成先进的安全功能,其中包括密码算法加速器和安全密钥存储,确保物联网硬件数据安全,防止在工厂和现场受到网络威胁。”
 
 
为物联网设备提供创记录的处理性能
 
STM32 H7系列采用了ARM Cortex-M7内核,可能会有人问为什么?Renaud BOUZEREAU指出,“在ARM所有的内核里,Cortex-M7内核是Cortex M系列里性能最高的内核,以这个内核为核心开发的产品,在MCU和MPU之间是一个桥梁,可以再做一些嵌入式应用系统。从STM32 H7角度来讲,可以把整个系统应用的系统性能无限地在MCU角度上做拓展和延展,可以覆盖传统线MCU架构和应用领域。因此ST选择M7内核与ARM内核定位是一致的。”
 
可能会有人还会问:物理网设备以低功耗著称,为什么ST没有选择更低功耗的M0开发针对物联网领域的处理器?曹锦东解释,“IoT本身是多重应用,不仅包含低功耗的传感器节点,还包括网关,比如家电领域的图形界面,既要与网络相连,又要与控制系统连接,这就同时需要通讯模式,显示能力,以及和系统呼应的能力,因此需要MCU在计算能力、图像处理和通信方面都能满足要求。可见,IoT是个多元化的应用领域,需要多元化的MCU来配合产品开发,STM32 H7会从性能、安全、可靠性方面满足IoT特定的需求。”
 
三个电源独立工作,达到高能效比
 
当系统变得越来越复杂,怎么能保证数据传输没有延迟?怎么保证程序在内部和外部闪存里的执行效率可以达到一致,而且功耗在可控范围内做到最大优化?从STM32 H7的产品架构设置可以找到答案。
 
 
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以性能为中心的智能架构
 
 
Renaud BOUZEREAU表示,“如上图所示,STM32 H7的电源域包括三个电源模块:D1、D2、D3。D1称为高性能域,一个CPU,一个放指令,一个放数据的TCM,它可以以高达400MHz的主频执行一个程序,对用户来讲优先级最高的执行程序可以放到这里;D2称为通信接口域,可以独立进行数据传输的AHB总线矩阵上的各种通信外设、DMA控制器及存储器;D3称为批处理模式域,可以执行批处理操作的各类外设、DMA控制器和存储器。整体来看,D1用于执行紧急重要的或优先级高的程序;D2用于执行外部程序,系统不是孤立的,需要更多的通讯,如通过以太网、USB或其它串口通讯,D3用于睡眠模式,当系统休眠时某些应用依然需要工作,如抓取数据,当唤醒时需要马上拿到这些数据进行批量处理,这就是批处理模式。因此,三个独立电源域,功耗控制更灵活,最佳配置优化数据传输和CPU负荷。”
 
 
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基于STM32 H7的Demo板:一个LCD屏幕上可以显示4个画面,归功于STM32 H7有很强的CPU内核信源,
很好的架构,内部有多路DMA,可以同时处理多路信号
 
 
多层面保证物联网设备安全
 
安全保密是未来物联网设备的重中之重,STM32 H7从三个方面对物联网设备进行保护,一是实施数据完整性和身份验证,系统存储器和用户安全存储器进行隔离保护,此系统存储和用户存储器只有通过特定的机制才能被访问;二是内置加密的引擎,程序加载到闪存之前加密,加载回来之后此程序再进行解密和运行。这样可以保证即使程序被盗,还是无法被使用和运行;三是当用户在应用现场进行程序升级时,ST有内置机制保证程序不被盗。随着系统增加越来越多的外部通讯,ST在通讯外设里也设立了安全加密机制。
 
 
强化自身系统,联合外部资源优化生态系统
 
针对目前的物联网应用来说,芯片已经不是全部,更多厂商针对项目应用布局完整的生态系统。曹锦东强调,“ST也有两部分,一是硬件工具,二是软件工具。硬件工具包括三个系列:一是Nucleo开发板,二是探索套件,三是全功能的评估板。全功能评估板的外设都有配套实现其它功能的外部器件,如存储器、传感器、音频接口、显示屏等,以达到功能齐全。同时我们会帮助用户进行更快速的软件开发,如基于STM32 Cube,在Cube里用户可以根据项目要求自动定义所使用的软件、软件自动配置所用的引脚。同时,Cube里会兼容更多自己开发的IP,比如蓝牙产品,Cube里会支持蓝牙的协议栈,蓝牙基于IoT服务线的联系方法等。”
 
“对于我们用客户来讲,主要任务是集中精力开发应用程序,ST和第三方合作伙伴会帮助客户开发应用程序下面的底层驱动或中间件,如人机界面GUI,ST有多种GUI库可选择。ST的软件生态系统包括完成的底层驱动、高效率底层驱动和中间件,基于软件生态系统用户可以更快开发项目和应用层的内容。在物联网操作系统方面,ARM是ST的合作伙伴,STM32所有的产品都会支持ARM的嵌入式操作系统,让用户可以基于这个操作系统开发更广泛的应用系统。” 曹锦东补充。
 
 
 
 

 

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