STMCU-管管
发布时间：2020-9-23 16:43
高性价比MCU的传奇 —— STM32H7系列( \% }. @7 t0 s& i
STM32可以列出很多关键词，跨界通用、全面覆盖、完整生态、超低功耗、多种应用。而高性价比是最受用户关注的关键词。 从2007年推出世界第一款Cortex-M MCU，到2020年新推出的H7系列高性能大内存产品，十几年来，ST在MCU市场上不断加大创新力度，STM32持续出新。5大家族、17条产品线、千款型号、I/O兼容，STM32大家族跨越通用、超低功耗、高性能和超高性价比MCU，全面覆盖各种应用需求，打造出了32位MCU的大帝国。: ^7 d) z1 j& { 谈到STM32的高性能家族产品，大家已经对STM32F2/F4/F7耳熟能详。之后的STM32H7系列继承和发展了高性能产品家族的特性，其中单核的H743/750和双核745/747也已经得到了广泛应用。2020年初，ST推出STM32H7A3。2020年9月，H7系列又出新品，STM32H723将高性能与低价格的平衡推到极致。8 f Z1 r" }" V: L, I% N9 i+ U8 A 
Coremark/DMIPS对比& I# n9 c5 N' D8 a1 R7 ]; L STM32H7各产品应用定位如下：5 J& p3 W. g. w T( t- e , J7 g9 N0 E6 Z / f+ i. H+ f3 { STM32H743：单核480MHz及丰富的资源，适用于工业、医疗及消费类应用；4 a+ W' U. @2 Q: U: C STM32H745：双核架构、125度耐温以及强大的运算能力，适应于工业应用的苛刻环境；+ d6 U+ ]) J1 p4 Z9 R$ b, \2 r STM32H747：内置MIPI DSI, 满足同时需要高性能及显示要求的应用；# T" _) Y: L8 }, Z1 ?! b% u" g STM32H7A3：内置大容量1.4MB SRAM及低功耗，适用于家电及工控显示应用； STM32H723：单核最强性能及高性价比，适用于工业、医疗及消费类成本敏感型应用。 
▲ STM32H7各产品应用定位 ; r/ [" I* L% V$ `+ p- Y, W" |* [5 o! j细说 STM32H7 STM32H7 使用三电源域架构：主处理域、低功耗域、外设域。三电源域架构有效防止系统漏电流的产生、从而降低整体运行功耗；三电源域可按照需求自由关闭，制定灵活的低功耗方案；所有电源域的外设资源可自由分配到单核或者双核使用、灵活配置。 
▲ STM32H7系列电源域架构 2 K8 J, U9 F6 E$ y% n9 p4 @" E4 f6 K- `! `+ H/ b- E STM32 H7系列主要特性：2 Q5 C) j: X' t4 \ & U; n& L+ F5 a ·Cortex-M7 480MHz主频" J. a# [4 L! @/ C1 K/ p0 U - 双核Cortex-M4 240MHz (仅STM32H7x5/H7x7系列)- z/ I: k3 r/ u4 T% c - 2400 Coremark， 1027DMIPS% M ]. Q6 P3 O, g6 `. H" t - 双精度浮点运算单元) K5 R$ g4 Z' w- ?# |1 J - 16+16KB 一级缓存 - 64KB ITCM 和 128KB DTCM 快速访问内存( ]; ?5 x/ O% m! l - 最高总线速率达到240MHz4 `) X: D% B% } + q8 l- i: D+ V; W6 @3 o/ n ·2MB 内部 Flash - 双区设计、可不停机升级 - 每页128KB，带ECC校验 7 m3 |+ w1 O" b+ x. E ·分散式 1MB SRAM7 @! [; i$ [7 \ - CM7内核：64KB ITCM 和 128KB DTCM9 a2 l" U u: U3 Y5 z1 U. m - AXI总线：512KB# f7 ]' Y) U# Q4 O+ P \ - AHB总线：288KB - 低功耗域：64KB" I y2 s% w& a8 y. X - 全部SRAM都带有ECC校验 4 ~$ u8 z& Q' m5 f" A9 ? H7系列具有强大的内核，Chrom-ART Accelerator 和MJPEG codec 可减轻90%以上的CPU工作负荷，图像显示效果佳；主DMA能处理记忆体和外设之间最复杂的数据传输配置，最多提供16个通道减轻CPU工作负荷，可横跨各种外设，高效率传输资料；在安全管理方面，使用专属加密技术和哈希硬件加速，可减轻90%以上的CPU工作负荷；高精度计时器(2.1ns) 能产生复杂波形，与多重事件同步，无须CPU辅助。7 b* T% `- n( D* G+ p4 | 
▲ STM32H7系列的典型案例 - 3D打印机 9 {/ }% a" q5 i' a4 ^5 @STM32H743_H753/STM32H745_H755/STM32H747_H757系列的典型应用案例是3D打印机。其中，Cortex-M7作为高速运算处理器，负责处理显示部分，实时处理部分由Cortex-M4负责。一颗MCU即可完成整个打印机功能，大大节省系统元器件数量。' F6 S' f. y5 R+ X 6 v7 G }" g& y+ R + A; `. D/ f5 [6 X STM32H7A3/STM32H7B3主攻图像应用，如家庭控制板，温控器等。AXI总线：1MB(2x384KB + 256KB)连续地址SRAM有助于图像处理；支持串行PSRAM外扩。图像Chrom-GRC在圆形显示时减少20%的缓存资源。OctoSPI 接口能更快速地连接外部存储器，并支持 OctoSPI PSRAM，大容量内部RAM。 2 T5 o7 h! Z: k% z6 g" b STM32H7A3/STM32H7B3内嵌图像处理引擎，能够支持高分辨率显示应用，并能优化中低分辨率显示应用。仅使用64pin 封装就能满足图像显示应用，无需扩展SRAM，令系统架构简单，PCB面积更小，成本更低。( k- ]* ~" D. m* t) B* ` 
▲ STM32H7X3系列的典型案例 - 智能家电显示控制板 在STM32H7A3/STM32H7B3的典型案例——智能家电显示控制板的系统架构中，ITCM和DTCM主要放置常用代码；实时控制部分通过SDMMC和传统通讯接口，进行传感器以及马达驱动控制，在执行上实现了真正的零等待过程。 7 r, [0 {# H0 p# z# G% e H7功耗优化功能非常突出。2 I/ [" J+ x C: }, o C 
▲ STM32H7优异的能效表现 7 U; w9 L6 i A* m在运行模式下，传统的STM32F7功耗为500uA/MHz。使用H7，功耗仅为258 uA/MHz，使用SMPSDC/DC供电模式，功耗还会再缩减一半，仅为F7的四分之一。9 R/ t9 Y a$ b* ?9 C0 Q ; C' h% h$ k ]1 ?; s1 Y9 [ 在停止模式下，F7功耗大概为370 uA，STM32H745在SMPS供电方式下，功耗为60 uA，如果使用STM32H7A3，功耗可达32 uA。4 B; ^' s! G# n* P. p ) u ^9 m. \& l$ h! z 性价比之王：STM32H723/H733和STM32H725/H735 STM32H723_H733 和 STM32H725_H735 系列近期已全球发布。该系列的主频和外设资源丰富很多，但价格更便宜。产品集成了以太网，内存扩展，TFT LCD显示驱动，对于工业网卡、变频器、伺服器等应用非常有优势。 ' T3 O# v4 f6 x+ {; b 新品 STM32H72x 将价格推向极致，一样的价格，5倍的性能。* u% y( k2 [* s# e3 n 
▲ STM32H72x 系列与以往高性能系列性能对比 9 n3 Q4 o5 p5 c: ]' X2 C, h P7 I性能方面， STM32H72x 系列在 550MHz 的CPU主频下，从Flash执行程序时，能够实现2778 CoreMark /1177 DMIPS 的性能，借助L1缓存可实现零等待执行；L1缓存（32 KB的I-缓存 +32 KB的D-缓存）提高外部存储器的执行性能。 
▲ STM32H723_H733和STM32H725_H735系列的处理性能 该系统拥有共享型ITCM：ICTM与AXI总线RAM共享一个192KB存储空间，可配置，针对高主频和性能情况下，通过配置达到代码执行最高效率。 数学加速器是另一个新功能，一方面做三角函数运算，另一方面作为数字滤波加速器，能够实现功能加速与减轻CPU负担。 - E( M$ @/ i' I) l/ { 在显示方面，该系列通过Chrome-ART 加速器，使用内部RAM时，LCD-TFT 支持高达800x600分辨率，最小封装仅为QFN-68 。 相较于之前推出的高性能超值系列 STM32F730/750/H750，最新问世推出的STM32H7B0/H730，延续了STM32H7A3和STM32H723系列的主要特性，除flash配置为128k外，其他配置都相同。该系列特别适合价格敏感的客户应用。 STM32H7的生态系统 * y+ P5 ]4 J ^- J与其他STM32产品一样，ST为H7系列产品提供了从硬件、软件开发工具等完整的生态系统。7 E) K) ~/ j2 O% w5 v 
▲ STM32H7软件开发平台 # N3 T4 |% R; |6 m9 l" I 在软件工具方面，ST提供从调试、开发、配置、监测一站式开发平台。 - d! |5 p% E% @, I( H STM32CubeMX：芯片选型/项目配置/ 代码生成/ STM32CubeIDE：代码编辑/代码编译链接/代码调试/代码烧写 STM32CubeProgrammer：烧写、读取片上存储区/烧写、读取片外存储区/烧写、读取选项字节/; Q& G N8 B. ?: d$ m; { R STM32Cube Monitor：功耗测试，无线蓝牙调试，USB PD调试. f1 c. q' B* @) a" T: T1 k/ { 
▲ STM32H7硬件开发平台 硬件工具方面，STM32H7硬件开发平台包括：' X; Y( o# S) s1 I' |2 X ·NUCELO – 可自由搭建你的项目模型6 X5 K5 B8 z* l% G7 B ·Discovery – 能快速测试STM32H7关键特性 ·EVAL – 全面测试STM32H7所有性能 $ c, ^( L2 U, _( d! Z t2 \ 
0 L8 n, o- `# ?# i4 W: g 听原厂工程师解读STM32H7 0 O4 y6 X$ T& ?: j9 U b7 F8 d5 ]$ c' j |
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真乃高性价比MCU！
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