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【评测站】更高性能的Nucleo开发板——STM32F446 Nucleo评测  

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沐紫 提问时间:2015-9-1 10:47 /
点评送开发板:观看完评测文章后,跟帖回复进行点评,说明你的看法,比如你对F446了解多少、它的应用、特性等,与其他开发板的比较,各方面的点评均可。给力评论将赠送2-10个ST金币,根据点评内容的技术深度,是否独到,选出1个精彩回复,送出Nucleo-F446探索板一个。获得开发板的朋友必需在拿到开发板后进行试用,并且发布评测文章、开发日志或者教程。

点评参与截止时间:9.1-9.7
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从去年开始,ST意法半导体为工程师提供了一种更低成本的微控制器评估平台ST Nucleo系列开发板,其特有的支持ARM mbed项目开发,支持云端开发以及兼容Arduino R3扩展接口等特性让它一度有取代Discovery系列板卡之势,毫不夸张的说,Nucleo系列板卡已经让ST融入一个更加广大的生态圈。
今天,爱板网幸运的拿到了又一块Nucleo系列开发板——STM32F446 Nucleo,同样是基于ARM Cortex-M4处理器,但相比先前评测过的STM32F411,F446拥有更高的性能,我们一起来见识一下。

STM32F446 Nucleo开发板
包装就不用多说什么了,一个系列的板卡就一个系列的包装,任何厂商都惯有的坚持。



ST的Nucleo系列板卡为工程师提供了灵活的微控制器评估平台,从STM32F446 Nucleo开发板上我们不难发现其多样的DIY特性,无论是从性能、功能、或是功耗,我们都能进行有效的评估。板卡搭载的兼容Arduino开放式接口可以方便的与其他开发平台连接调试,集成的ST-LINK/ V2-1调试器/编程器省去了需要额外的外部仿真器,减少工程师的开发成本。

STM32F446 Nucleo板卡的硬件设计基本和先前的Nucleo系列板卡一样,主要的区别还是在于板卡搭载的微控制器,具体如下图所示。



板载资源:
  • STM32F446RET6微控制器,基于ARM Cortex-M4处理器,带DSP,最高支持180MHz主频
  • 支持Arduino UNO R3 Shield扩展板,微控制器所有IO口引脚通过排针座引出
  • ST-LINK/V2-1调试器,支持对外部微控制器调试
  • 3个LED:一个USB通讯LED、一个电源LED、一个用户LED;两个机械按键:复位、用户
  • USB接口的3个不同功能:虚拟串口、容量存储、调试接口
  • 3种不同供电方式:mini USB接口供电、IO引脚用电、通过Arduino UNO R3 Shield接口供电
  • 支持Keil、IAR、embed在线IDE的设计工具

另外,在板卡上用于给工程师扩展使用的接口如MCU的IO扩展口以及Arduino扩展口定义如下。

MCU的IO扩展口定义

Arduino扩展口定义

正如大家所看到的,STM32F446 Nucleo搭载非常适合DIY的Arduino扩展接口,因此,我们可以从市面上买到各种扩展模块进行调试、DIY,在mbed官方也例举了不少支持STM32F446 Nucleo的扩展板,具体清单如下表:


好多都是Seed的模块,可见在Arduino开源的生态圈中,Seed所占的市场份额是巨大的。

STM32F446RET6微控制器
回到STM32F446 Nucleo,我们来看下板卡搭载的这颗微控制器。

STM32F446RET6微控制器特性:
  • ARM Cortex-M4处理器,最高支持180 MHz主频、512 KB闪存、128 KB的SRAM、4 KB的SRAM备份
  • 通用定时器*10、先进控制的计时器*2、基本定时器*2
  • SPI*4、I2S*2、USART*4、UART*2、USB OTG全速和高速、CAN*2、SAI*2
  • SPDIF-接收*1、HDMI-CEC*1、四通道SPI*1、摄像头接口、GPIO*50
  • 3个12位ADC配有16个通道,12位DAC,具有2个通道

STM32F446RET6微控制器的供电电压为1.7 V至3.6 V,基于ARM Cortex-M4的处理器,最高能支持180MHz主频,这与ST先前推出的STM32F7的主频也没差多少。ST的微控制器都自适应实时加速器(ART加速器™),STM32F446RET6也不例外,它支持从Flash中0等待执行代码。

作为一款主打高性能数字信号处理的微控制器,STM32F446RET6集成了2个专用音频PLL,SPDIF输入,3路半双工I²S和2路串行音频接口(SAI),支持全双工I²S和时分复用(TDM)模式,可以轻松的应用到如便携式音箱等需要数字信号处理的应用中来。

除了我们在板卡上看到的这颗LQFP封装的微控制器,STM32F446RET6还具有小至3.85 x 3.728 mm的BGA封装,让工程师轻松应用到现有的产品中去。

开发环境


Nucleo开发板在爱板网先前的文章中已经多次评测过了,对于其开发环境,大家应该都不陌生。目前可以支持多种IDE,如常见的第三方IDE工具IAR、Keil等,当然,STM32F446 Nucleo同样可以支持mbed项目中的在线的开发环境,具体的操作可以参考爱板网先前的评测文章:

使用mbed云端开发的一个好处是无需安装IDE软件,而且有非常多模板可以快速的上手,在第一次使用时只需要注册一个开发账号,之后就可以完全免费使用了。

我们首次将STM32F446 Nucleo开发板上电的时候,会在PC端自动安装驱动,静待它完成即可。


此时我们可以在电脑上看到一个名为NODE_F446RE的U盘,打开之后能看到mbed项目的链接,点击进去按照使用指导一步一步操作即可,非常简单。


STM32F446 Nucleo板卡上电后我们可以看到用户LED的闪烁,通过用户按键还能调节LED闪烁的频率,猜测板卡出厂内置了一个可以通过用户按键调节LED占空比的程序。

小结

介绍了ST最新推出的STM32F446 Nucleo开发板,板载高性能的STM32F446RET6微控制器,基于Cortex-M4处理器,最高主频可达180MHz,另外板卡具有Nucleo系列板卡固有的特性,板卡兼容Arduino接口、支持ARM mbed在线编译器,方便的U盘式下载程序,简单好用、性能强大、价格实惠,是想要学习或者开发ARM系列微控制器的工程师的绝佳选择之一。

参考资料

收藏 1 评论60 发布时间:2015-9-1 10:47

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60个回答
Inc_brza 回答时间:2015-9-6 16:19:55
本帖最后由 Inc_brza 于 2015-9-6 16:27 编辑

自从从ST-linkV2升级到ST-LinkV2-1后,板子整体的好玩性搞了很多,首先是虚拟串口功能,其次就是memd的调试模式,因为你插入电脑他会自动生成一个massStronger盘符,只需要把可执行bin文件拖到盘符中,系统即可能专项可执行bin的程序,类似于IAP技术!
之前很少接触Nucleo系列,今日一看,DIY性非常之强,先不说STlink的板载调试器,其Arduino开放式接口能够让我们可以随意,自由地扩展更多的外设!
QQ截图20150906161249.jpg
从现有提供的模块上看,我们很明显看出NucleoF446主要还是物联网以及音频市场!这么多的外设,我就不信还不够玩一阵子!
同时,NucleoF446支持云生态,是一个不可多得的云DIY平台,物联网等趣味性平台搭建又多了一把利剑!

QQ截图20150906160509.jpg
我们来看看价格,价格依然符合之前Nucleo系列一贯的性价比风格,我们可以低成本的利用F446开发我们的项目!
总体来说,F446以强劲的F4内核,在主频不输给F7以外,是一个不可多得的开发利器!我们可以利用他进行云端物联网开发,甚至是各种项目中都能轻易,完美的支持!
而且ST的板子一直以来都有一个特点,就是扩容性,可以随意的把不同的核心在板子平台上切换,只需要简单的修改即可,因为没有找到446的sch,我们来找一张Nucleo系列板子Sch看看!
QQ截图20150906161725.jpg
从图中可以看到,板子充分考虑了不同系列的兼容,相信F446也是如此,这样,不管是以后升级,还是切换不同的平台进行评估,都是极其方便的!
了解下F446芯片本身配置,这是重点,因为不可能只了解板子而不了解一下板子的核心,MCU部分嘛!
STM32F446RET6微控制器特性:
ARM Cortex-M4处理器,最高支持180 MHz主频、512 KB闪存、128 KB的SRAM、4 KB的SRAM备份
通用定时器*10、先进控制的计时器*2、基本定时器*2
SPI*4、I2S*2、USART*4、UART*2、USB OTG全速和高速、CAN*2、SAI*2
SPDIF-接收*1、HDMI-CEC*1、四通道SPI*1、摄像头接口、GPIO*50
3个12位ADC配有16个通道,12位DAC,具有2个通道
从以上配置来看,F446跟其他的F4系列微控制器也没有多大区别,不过,多了SPDIOF,HDMI-CEC接口,
让板子直接多了一个主题选择,可看出F446有意在音频领域也能闯出一条路子!真可谓是F4中的王者!
看了下,有人说,Nucleo不适合F446,没法将它的性能完全的体现出来,在这里,我持反对态度,原因是,F446本身不是用来刷屏的,因为他的引脚不多,当然,100引脚以上的不说,这里只针对NucleoF446本身,引脚刚好够用,没有太多的沉冗部分,简单,浓缩,这样,我们可以把主题完全放在物联网的云开发,音频开发上去,相得益彰,想把F446的功能完全体现,只需要一个扩展板即可,NucLeo提供了所有必须的资源给你,而资源如何分配,就看用户自己了!这样可以完全解放了不同的开发人员需要不同的资源的难题,正所谓鱼与熊掌,不可兼得,如此的精炼的板子,正好让大家鱼与熊掌都能兼得!

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nyszx 回答时间:2015-9-1 20:26:08
个人感觉 Nucleo开发板无法将STM32F446彪悍的性能和丰富的外设完全体现出来,想要彻底点的还是STM32446E-EVAL更丰富一些,Nucleo开发板只能是尝尝鲜。
扯远了,来说说STM32F446吧,性能方面:
它是采用高性能ARM® Cortex®-M4 32位RISC核的 32位MCU,工作频率高达180MHz,高速嵌入存储器如闪存512KB, SRAM 128KB和4KB备份SRAM.器件还集成了三个12位ADC,两个DAC,一个低功耗RTC,12个通用16位计时器以及两个32位通用计时器。
90MHz FMC控制器,对于驱动LCD或外部存储器很方便了,速度匹配不会有太大瓶颈了,完全能够简化对SRAM、SDRAM、NOR/NAND外存或内置控制器的LCD的控制,支持存储器重映射 (memory-remap) 模式,以提升性能。双QSPI接口可独立于FMC运行,直接连接或通过存储器映射方式连接多达两个外部SPI NOR闪存,支持单数据速率或双数据速率传输。
应用方面:
主要用在马达驱动和应用控制,医疗设备,工业应用的PLC,逆变器,电路中断器,打印机和扫描仪,告警系统,视频互连和HVAC以及家庭音响设备,当然还少不了当前火爆的物联网 应用,个人感觉最主要的还是视频、网络、工业控制最合适。
功耗方面:
优秀的低功耗,,工作电压1.7V-3.6V,先进的90nm制造工艺结合动态电压调整功能,到广泛的时钟门控电路 (clock gating) 技术、灵活的睡眠模式,STM32F446微控制器在停止 (STOP) 模式保留SRAM内全部数据信息下可将工作电流降至50µA。这样在可穿戴方面也就有机会了。
还有意法半导体独有的自适应实时加速器 (ART Accelerator™, Adaptive Real-Time Accelerator) 技术[1]、智能系统架构以及先进的90nm闪存技术,进一步提升了内置浮点单元和DSP指令的标准ARM Cortex-M4内核处理性能。因此,STM32F446 的 CPU 具有领先同类产品的225 DMIPS处理性能,在180MHz频率下执行闪存内软件代码时,CoreMark®[2]的测试成绩取得608分的好成绩
开发使用方面:
一如既往地引脚兼容,软件兼容是ST的特色,对于现在技术更新迅速的时代,能够横方便的进行升级是再好不过了。STM32F446将使设计人员受益于广泛的STM32开发生态系统和600余款引脚及软件相互兼容的、基于ARM Cortex-M内核的微控制器系列产品,包括最近发布的STM32F7系列。开发生态系统包括简单易用的STM32Cube开源软件平台、STM32 Nucleo可扩展原型开发板以及STM32 Discovery评估板,支持市场主流的开发环境,例如IAR EWARM、Keil MDK-ARM、基于GCC的整合开发环境 (IDE) 或线上 mbed™[3]。
由于STM32家族庞大,根据不同的需求有不同的处理器,因此现在在尝试将公司现有的产品逐渐升级到STM32上来,已经用了F105感觉很不错,接下来就要好好研究M4了。

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liuxing4585 回答时间:2015-9-1 14:40:03
依旧是熟悉的包装,熟悉的布局,不同的是她有一颗高级的心。传承了Nucleo风格系列的板卡,该板卡搭载了一颗STM32F446REMCU,意法半导体最新的STM32F446系列微控制器为设计人员带来更多应用选择,新产品整合了增强的ARM®Cortex®-M4处理性能、256KB或512KB片上闪存(均配备128KB RAM)、高能效存储扩展接口以及各种通信接口。
新产品采用意法半导体独有的自适应实时加速器 (ART Accelerator™, Adaptive Real-Time Accelerator) 技术、智能系统架构以及先进的90nm闪存技术,进一步提升了内置浮点单元和DSP指令的标准ARM Cortex-M4内核处理性能。因此,STM32F446 的 CPU 具有领先同类产品的225 DMIPS处理性能,在180MHz频率下执行闪存内软件代码时,CoreMark®的测试成绩取得608分的好成绩。
此外,先进的新外设以及多接口高效同步通信功能可实现具有更高智能化程度以及交互性更强的工业、科研、医疗以及物联网应用。新的外设包括:
1个摄像头接口、7个I2S音频接口、1个用于管理多个HDMI设备的消费电子控制器、1个SPDIF数字音频接口、1个显示器并行接口。
内置专用电轨 (power rail) 的USB模块将最低内核电源电压降至1.7V,STM32F446整合了灵活存储器控制器 (FMC, Flexible Memory Controller) 和两路四线SPI (QSPI) 接口。90MHz FMC控制器能够简化对SRAM、SDRAM、NOR/NAND外存或内置控制器的LCD的控制,支持存储器重映射(memory-remap) 模式,以提升性能。双QSPI接口可独立于FMC运行,直接连接或通过存储器映射方式连接多达两个外部SPI NOR闪存,支持单数据速率或双数据速率传输,让设计人员能够使用外部存储器无缝扩展系统。
采用先进的90nm制造工艺结合动态电压调整功能,到广泛的时钟门控电路 (clock gating) 技术、灵活的睡眠模式,STM32F446微控制器在停止 (STOP) 模式下可将工作电流降至50µA,同时保留SRAM内全部数据信息。降低了功耗。
STM32F446Nucleo开发板依旧是自带STLink下载器,由MiniUSB接口供电以及下载和仿真程序。非常方便,小伙伴们快来搞起吧!!!

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安臣 回答时间:2015-9-1 10:52:42
有利广告位
xiao——张 回答时间:2015-9-1 10:54:45
沐紫姐  ,  中奖的就送这块板子吧??
ROCK0525 回答时间:2015-9-1 11:50:30
地板广告位
netlhx 回答时间:2015-9-1 11:53:02
支持,什么时候也来点这种板子搞活动?
风子 回答时间:2015-9-1 14:01:20
抢个前排
hbzjt2012 回答时间:2015-9-1 14:04:33
点评了肯定也不好中,希望早日可以兑换板子
沐紫 回答时间:2015-9-1 14:13:17
xiao——张 发表于 2015-9-1 10:54
沐紫姐  ,  中奖的就送这块板子吧??

是的
hbzjt2012 回答时间:2015-9-1 14:13:54
意法半导体最新的STM32F446系列微控制器及以该系列控制器开发的NUCLEO开发板为设计人员带来更多应用选择,新产品整合了增强的ARM®Cortex®-M4处理性能、256KB或512KB片上闪存(均配备128KB RAM)、高能效存储扩展接口以及各种通信接口,同时NUCLEO开发板的结构简洁,小巧精致,并且预留了专用的Arduino接口,这样可以非常方便地进行Arduino模块的扩展。而且STM32F446控制器芯片内置了专用电轨 (power rail) 的USB模块将最低内核电源电压降至1.7V,真正的做到了低功耗,对设计功耗有严格限制的开发人员将会受益于STM32F446的节能特性。从先进的90nm制造工艺结合动态电压调整功能,到广泛的时钟门控电路 (clock gating) 技术、灵活的睡眠模式,STM32F446微控制器在停止 (STOP) 模式下可将工作电流降至50µA,同时保留SRAM内全部数据信息。为了让设计人员能够使用外部存储器无缝扩展系统,STM32F446整合了灵活存储器控制器 (FMC, Flexible Memory Controller) 和两路四线SPI (QSPI) 接口。90MHz FMC控制器能够简化对SRAM、SDRAM、NOR/NAND外存或内置控制器的LCD的控制,支持存储器重映射(memory-remap) 模式,以提升性能。双QSPI接口可独立于FMC运行,直接连接或通过存储器映射方式连接多达两个外部SPI NOR闪存,支持单数据速率或双数据速率传输。STM32F446将使设计人员受益于广泛的STM32开发生态系统和600余款引脚及软件相互兼容的、基于ARM Cortex-M内核的微控制器系列产品,包括最近发布的STM32F7系列。开发生态系统包括简单易用的STM32Cube开源软件平台、STM32 Nucleo可扩展原型开发板以及STM32 Discovery评估板,支持市场主流的开发环境,例如IAR EWARM、Keil MDK-ARM、基于GCC的整合开发环境 (IDE) 或线上 mbed™。ST-LINK与STM32F446的连接采用SWD方式,也可以通过CN2将ST-LINK信号引出,用于其他单片机系统的开发。当然,STM32F446也是支持使用J-LINK一类仿真器进行仿真的。总体来说,控制器性能上了有了更高的提升,板子的功能也一如既往的强大。

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harvardx 回答时间:2015-9-1 14:14:01
nucleo 446 毫无疑问是这个系列中的王者, 具备最为卓越的性能.

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沐紫 回答时间:2015-9-1 14:16:58
harvardx 发表于 2015-9-1 14:14
nucleo 446 毫无疑问是这个系列中的王者, 具备最为卓越的性能.

目前是F4系列中最高端的了
沐紫 回答时间:2015-9-1 14:17:21
hbzjt2012 发表于 2015-9-1 14:04
点评了肯定也不好中,希望早日可以兑换板子

确实不容易,但是不评价肯定没有哦
党国特派员 回答时间:2015-9-1 14:22:59
STM32F446系列微控制器为设计人员带来更多应用选择,整合了增强的ARM®Cortex®-M4处理性能、256KB或512KB片上闪存(均配备128KB RAM)、高能效存储扩展接口以及各种通信接口。
党国特派员 回答时间:2015-9-1 14:23:59
STM32F446采用意法半导体独有的自适应实时加速器 (ART Accelerator™, Adaptive Real-Time Accelerator) 技术[1]、智能系统架构以及先进的90nm闪存技术,进一步提升了内置浮点单元和DSP指令的标准ARM Cortex-M4内核处理性能。因此,STM32F446 的 CPU 具有领先同类产品的225 DMIPS处理性能
党国特派员 回答时间:2015-9-1 14:24:50
STM32F446先进的新外设以及多接口高效同步通信功能可实现具有更高智能化程度以及交互性更强的工业、科研、医疗以及物联网 (IoT, Internet-of-Things) 应用。新的外设包括1个摄像头接口、7个I2S音频接口、1个用于管理多个HDMI设备的消费电子控制器 (CEC, Consumer Electronics Controller)、1个SPDIF数字音频接口以及1个显示器并行接口。内置专用电轨 (power rail) 的USB模块将最低内核电源电压降至1.7V。

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