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ST推出性能最强Cortex-M微控制器:STM32 F4  

2011-12-13 12:25:10|  分类: 产品应用 |  标签: |举报 |字号 订阅

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ST宣布:STM32 F4系列是至今为止、性能最高的ARM? Cortex?-M微控制器
ST推出性能最强Cortex-M微控制器:STM32 F4 - STAR - 电子元器件

  意法半导体(ST)9月21日宣布上市4款基于ARM Cortex-M4的STM32 F4系列MCU。
  STM32 F4比此前的产品增加了DSP和浮点运算单元(FPU),实现了数字信号控制器(DSC)的功能。适用于工控、太阳能电池板逆变器、医疗设备、通信终端和安全系统等应用。
  STM32 F4的主要特点包括,采用ART实时加速器技术,可使闪存中运行的程序实现零等待周期;采用7重AHB总线矩阵和多通道DMA控制器,支持程序执行和数据传输并行处理,实时性能为168MHz/210DMIPS;工作电压为1.7V~3.6 V,误差低于1秒的实时时钟(RTC)模式下,功耗<1μA。
  其他特点有,1MB片上闪存, 192KB SRAM;待机或电池备用模式下,4KB备份SRAM数据被保存;3个12位ADC,采样速率为2.4MSPS,在交替模式下达到7.2MSPS;2个全双工I2S,6个10.5Mb/s的USART、3个42Mb/s的SPI、3 个I2C、2个CAN、1个SDIO接口。
  意法半导体微控制器全球市场部总监Daniel Colonna表示:“STM32 F4系列采用了90nm CMOS工艺,运行模式和低功耗模式的时间比例有所降低,因此,降低了平均功耗,提高了功耗效率。”
  开发工具和软件生态系统包括各种集成开发环境、元语言工具、DSP固件库、低价入门工具、软件库和协议栈。开发板有14.90美元的STM32F4DISCOVERY和349美元的STM3240G-EVAL,已于9月15日从法国运抵北京。另外还在开发一款价格居中的评估板。
  STM32 F4系列采用WLCSP、LQFP64、LQFP100、LQFP144、LQFP176和UFBGA176封装,现已量产。

  意法半导体近日宣布:STM32? F4系列微控制器产品上市。作为STM32?平台的新产品,STM32? F4系列基于最新的ARM? Cortex?-M4内核,在现有出色的STM32微控制器产品组合中新增了信号处理功能,并提高了运行速度;已上市的新系列产品巩固了意法半导体的市场领导地位,取得了迄今市场上性能最高的Cortex-M微控制器的称号。
  STM32系列微控制器是业内最成功的基于ARM-M处理器的32位微控制器,售出的基于Cortex?- M内核微控制器中,几乎每两颗中就有一颗是STM32[2]。意法半导体现有的STM32产品适合各种应用领域,包括医疗服务、销售终端设备(POS)、建筑安全系统和工厂自动化、家庭娱乐等。此外,意法半导体正在利用新的STM32 F4系列进一步拓宽应用范围。STM32 F4的单周期DSP指令将会催生数字信号控制器(DSC)市场,数字信号控制器适用于高端电机控制、医疗设备和安全系统等应用,这些应用在计算能力和DSP指令方面有很高的要求。新的STM32 F4系列的引脚和软件完全兼容 STM32 F2系列,如果STM32 F2系列的用户想要更大的SRAM容量、更高的性能和更快速的外设接口,则可轻松地从F2升级到F4系列。此外,目前采用微控制器和数字信号处理器双片解决方案的客户可以选择STM32 F4, 其在一个芯片中整合了传统两个芯片的特性。
  意法半导体公司副总裁兼微控制器、存储器和安全微控制器产品部总经理Claude Dardanne表示:“STM32 F4系列引起市场关注有多方面的原因,其中最直接的原因为该系列是迄今性能最高的Cortex-M微控制器,且已上市。意法半导体量产的STM32微控制器平台拥有250余种兼容产品、业界最好的应用开发生态系统、以及出色的功耗和整体功能。F4系列是STM32产品家族的顶级产品,目前,意法半导体的Cortex-M微控制器共有4个产品系列:STM32 F1系列、STM32 F2系列和STM32 L1系列,这三个系列均基于Cortex?-M3内核;新的F4系列基于Cortex-M4内核”。
  ARM公司市场执行副总裁 Lance Howarth表示:“意法半导体引入ARM Cortex-M4内核到其强大的微控制器产品平台,此决策证明,该内核具有功耗低、设计先进和集成数字信号控制器的特性。现在意法半导体拥有业界最广泛的基于ARM Cortex-M系列内核的产品组合,Cortex-M系列是市场增长最快的微控制器架构,STM32 F4系列微控制器无疑将促进设备厂商在各种应用领域应用基于ARM架构的产品”。
  除引脚和软件兼容高性能的F2系列外,F4的主频(168MHz)高于F2系列(120MHz),并支持单周期DSP指令和浮点单元、更大的SRAM容量(192KB,F2是128KB)、512KB-1MB的嵌入式闪存以及影像、网络接口和数据加密等更先进的外设。意法半导体的90nm CMOS制造技术和芯片集成的ST实时自适应 “ART加速器”实现了领先的零等待状态下程序运行性能(168MHz)和最佳的动态功耗。

  技术说明:
  F4系列的专有技术优势如下:
  采用多达7重AHB总线矩阵和多通道DMA控制器,支持程序执行和数据传输并行处理,数据传输速率极快;
  内置的单精度FPU提升控制算法的执行速度,给目标应用增加更多功能,提高代码执行效率,缩短研发周期,减少了定点算法的缩放比和饱和负荷,且准许使用元语言工具;
  高集成度:最高1MB片上闪存,192KB SRAM,复位电路,内部RC振荡器、PLL锁相环、低于1uA的实时时钟(误差低于1秒);
  在电池或者较低电压供电的应用中,且要求高性能处理和低功耗运行,STM32 F4为此带来了更多的灵活性,以达到高性能和低功耗的目的;包括在待机或电池备用模式下,4KB备份SRAM数据被保存;在Vbat模式下实时时钟功耗小于1uA;内置可调节稳压器,准许用户选择高性能或低功耗工作模式;
  出色的开发工具和软件生态系统:提供各种集成开发环境、元语言工具、DSP固件库、低价入门工具、软件库和协议栈。

  优越的和具有创新性的外设:
  互联性:相机接口、加密/哈希硬件处理器、支持IEEE 1588 v2 10/100M以太网接口、2个USB OTG(其中1个支持高速模式);
  音频:音频专用锁相环和2个全双工I2S;
  最多15个通信接口(包括6个10.5 Mbit/s的USART、3个42Mbit/s的SPI、3个I2C、2个CAN、1个SDIO);
  模拟外设:2个12位DAC,3个12位ADC,采样速率达到2.4MSPS,在交替模式下达到7.2MSPS;
  最多17个定时器:16位和32位定时器,最高频率168MHz;
  STM32 F4系列现已投入量产。

  STM32 F4系列共有4款产品:
  STM32F405x:集成了定时器、3个ADC、2个DAC、串行接口、外存接口、实时时钟、CRC计算单元和模拟真随机数发生器在内的整套先进外设,STM32F405额外内置一个USB OTG全速/高速接口。这些产品采用4种封装(WLCSP64、LQFP64、LQFP100、LQFP144),内置多达1 MB闪存。
  STM32F407在STM32F405产品基础上增加了多个先进外设:第2个USB OTG接口(仅全速);1个支持MII和RMII的10/100M以太网接口,硬件支持IEEE1588 V2协议;1个8-14位并行相机接口,可以连接一个CMOS传感器,传输速率最高支持67.2 Mbyte/s。这些产品采用4种封装(LQFP100、LQFP144、LQFP/BGA176),内置512 KB-1 MB闪存。
  STM32F415和STM32F417在STM32F405和STM32F407基础增加一个硬件加密/哈希处理器。此处理器包含AES 128、192, 256、Triple DES、HASH (MD5, SHA-1)算法硬件加速器,处理性能十分出色,例如,AES-256加密速度最高达到149.33Mbytes/s。
  所有产品均已投入量产。

  * STM32是意法半导体的注册商标;ARM和Cortex是ARM的商标。本文所涉及其它商标均归其各自所有者所有。
  [1] 363 Coremark和210 DMIPS的测试成绩。
  [2] 根据ARM Cortex-M 出货量统计报告,2007年~2011年第一季度累计市场份额45%。
  [3] 在外设禁用时,从闪存执行Coremark评估代码,电流消耗38.6mA,处理频率168MHz。

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