意法半导体演绎较强性能与丰富功能双核MCU

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日前，意法半导体（STMicroelectronics，ST）在京举办STM32H7媒体沟通会，该公司微控制器事业部STM32高性能产品线高级市场经理Renaud Bouzereau、中国区微控制器事业部市场及应用总监曹锦东等介绍了业界较高性能的双核MCU——STM32H7，并与媒体进行了交流与探讨。

 

曹锦东在欢迎辞中表示，世界较高性能双核MCU STM32H7的问世是意法半导体STM32系列微控制器的又一里程碑，延续了STM32的成功纪录和公司对市场的一贯承诺。

他说，意法半导体在通用MCU市场的份额一直在增加，在2018年通用MCU全球排名中，意法半导体位列第二位，而2007年该公司只在第11位，2015年在第三位。他称这是“有机增长”的结果，即没有通过收购其他公司扩大市场份额。

曹锦东继续说，ST MCU中国区的表现更加靓丽，在2018中国MCU供应商排名中意法半导体第一位。这要归功于其MCU中国策略的三大支柱：拓展生态系统、专注垂直应用和支持大众客户。

谈到STM32的未来规划，他表示，意法半导体将不断推出更有针对性的产品线，如性能更高、有助于无线链接、实现更低功耗、增强成本竞争力；拓展更强大的软件生态，包括开发平台、人工智能、图形设计和安全服务。

 

Renaud Bouzereau介绍了意法半导体的新一代双核微控制器STM32H7。他称这款产品是全球较强大的微控制器，也是业界性能较高的Arm® Cortex®-M通用MCU，集强劲的双核处理器和节能型功能以及强化的网络安保功能于一身。其理由有四：一是刷新了高性能纪录，2424 + 800 CoreMark（Cortex©-M7 @ 480Mhz + Cortex©-M4 @ 240Mhz）；二是灵活的双核架构，适用于工业、安全和人工智能应用，可以加速图形化功能、快速资料传输、先进外设；三是先进的安全功能，具有哈希加密、Cortex©-M7安全服务；四是丰富的生态系统可加速客户的设计速度，包括软件工具、硬件开发板及社区及合作伙伴。

首先来看看由强大架构提供支持的STM32H7的强大内核。它采用Arm Cortex-M系列中性能较高的480MHz Cortex-M7内核，并增加一颗240MHz Cortex-M4内核。借助意法半导体的智能架构、高效的L1缓存和ART Accelerator™自适应实时加速技术，当执行嵌入式闪存中的代码时，新MCU创下了1327 DMIPS和3224 CoreMark™性能新记录。意法半导体的Chrom-ART™加速器™进一步提升了图形处理性能。为了较大限度地提高能效，每个内核都有独立的电源域，在不需要时可以单独关闭。

 

在解决存储空间限制问题方面，与无闪存处理器相比，STM32H7 MCU不仅性能出色，还在片上额外提供高达2MB闪存和1MB SRAM，简化了具有实时性能或AI处理要求的工业、消费和医疗智能产品设计。此外，Cortex-M7的1级高速缓存以及并行和串行存储器接口可以无限制地快速访问外部存储器。

其他高级功能包括支持所有闪存和RAM存储器的错误代码校正（ECC）技术，提高系统可靠性和安全性；多个先进的16位模数转换器（ADC）；外部工作环境温度高达125°C，适用于恶劣的工作环境；具有通信网关功能的以太网控制器和多个FD-CAN控制器；以及ST较新的波形精确的高分辨率定时器。

为了满足更复杂应用的需求，STM32H7采用双核架构，结合了人工智能与实时控制，从以下范例中即可见一斑。

 

Renaud Bouzereau还说，STM32H7有助于保护生产流程安全，它配备预安装密钥和原生安全服务，包括安全固件安装（SFI）。SFI允许客户在世界任何地方订购标准产品，并将加密固件交付给外部编程公司，避免未加密的代码泄密。此外，内置安全启动和安全固件更新（SB-SFU）支持功能，保护空中下载（OTA）升级和补丁的安全。

 

那么，为什么要采用双核呢？Renaud Bouzereau解释说，通过灵活使用两个内核，开发人员可以轻松升级现有应用，增加更先进复杂的图形用户界面。以电机控制为例，将以前在单核Cortex-M4 MCU上的旧代码迁移到STM32H7 Cortex-M4上，同时在Cortex-M7上运行新GUI。另一个例子是通过降低主处理器的密集型工作负荷，例如，神经网络、校验和、DSP过滤或音频编解码，提高应用性能。此外，双核架构还有助于简化代码开发，并缩短项目开发周期，将用户界面代码与实时控制或通信功能的开发分开进行。

他归纳说，双核架构的优点体现在以下几个方面：增加系统效能——2个处理单元平行工作（执行2种任务或者由其中1个内核做安全运行检测），减少运算时间与平均耗电；增加系统效率——在3个电源域之间达到工作负载平衡，Cortex-M7更强大，实现GUI、DSP、安全，Cortex-M4更实时，支持对外连接、实时系统、马达控制或流程控制任务，适用于大量数据采集模式领域，如传感器采集、通用型输入输出和低功率管理；缩短开发时间——减少开发团队之间的依赖度（一个团队负责一个单核），减少零件数，可简化并缩短电路板设计与评估时间；降低系统成本——更多任务移转到STM32H7，可降低物料清单成本。无须外部装置（因整合次要功能），使用1个而非2个MCU，扩充连接功能，强化使用者界面，整合开关式电源（需要较少的外部元件）。

Renaud Bouzereau较后表示，意法半导体一直在为STM32生态系统提供强大而丰富的支持，已经在STM32Cube生态系统内增加了STM32CubeH7固件模块和应用程序源代码，包括基于TouchGFX和STemWin图形堆栈库的图形解决方案。

 

新增硬件工具包括评估板、发现套件和Nucleo开发板。开发人员可以使用STM32Cube开发环境的所有标准组件，包括ST-MC-SUITE电机控制工具包、STM32Cube.AI机器学习工具包、STM32CubeMX、STM32CubeProgrammer，以及取得相关认证的合作伙伴的STM32解决方案。

 

据了解，STM32H7双核微控制器即将投产，样片现已上市，客户可以选择多种封装形式，包括WLCSP封装。STM32H7单核微控制器（包括超值系列）也已同时上市。

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