MCU与MPU联袂继续STM32成功的故事

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STM32MP1是融合了MPU和MCU的一个产品,STM32MP1的推出,拓展了STM32应用的领域,使得习惯了开发STM32 MCU的应用的工程师,可以很快使用上高性能的MPU,给STM32的用户提供了更强大的产品开发能力。STM32MP1可以看作是STM32生态系统的延伸,而且延伸到了Linux开发的生态,可以借助Linux开发生态上的各种资源实现之前从未有过的开发资源,实现了MCU与MPU开发生态的完美结合。

STM32MP1微处理器

ST在STM32微控制器系列成功的基础上宣布了第一个微处理器(MPU)系列-STM32MP1。这些通用多核微处理器将有助于促进广泛应用领域中高性能解决方案的开发。STM32MP1为各种应用提供了灵活的体系结构,包括家用电器、消费和个人电子产品、医疗设备和工业系统。

功能丰富的灵活架构

STM32MP1系列是基于单/双Arm®Cortex®-A7和Cortex®-M4双内核架构。Cortex-A7内核提供对开放源代码操作系统(Linux / Android)的访问并提供高性能处理,而Cortex-M4内核利用STM32 MCU生态系统,专门用于实时处理和低功耗任务。

STM32MP1体系结构

在STM32MP1中,Cortex-A7内核的时钟频率为650MHz,并配有32 KB L1指令高速缓存,32 KB 1级数据高速缓存和256 KB 2级高速缓存。A7还带有Arm Neon SIMD架构扩展,可加速多媒体和信号处理算法。对于实时,低功耗处理,Cortex-M4内核以209MHz运行,具有单精度浮点单元(FPU),全套数字信号处理器(DSP)指令和内存保护单元(MPU) ,以增强应用程序的安全性。

STM32MP1还具有可选的OpenGL兼容3D GPU,用于以533MHz运行的高级HMI开发。它提供了DDR和LPDDR接口,它们的时钟频率也为533MHz,具有256KB的系统RAM,384KB的MCU RAM和64KB的保留RAM,这有助于Cortex-M4的实时处理和低功耗模式操作。

在安全方面,STM32MP1提供了一个强大的安全工具箱,其中包括Arm的TrustZone技术,该技术为受信任的软件提供了系统范围的硬件隔离。STM32MP1还具有硬件加密选项,安全的RAM和ROM,防篡改和安全的实时时钟。它还提供16位和32位控件和计时器,对于模拟输入,有两个完整的16位AD转换器,最多具有22个通道。


STM32MP1提供了将近20个连接接口,用于各种摄像机,显示器,以太网,USB,HDMI和UART。为了实现设计灵活性,可以将大多数外设分配给Cortex-A7或Cortex-M4内核。

电源管理和效率

除了处理器之外,STM32MP1还提供了一个配套的电源管理芯片STPMIC1,以简化设计并优化功耗。在全功率下,运行在650MHz的双Cortex-A7产生2470 DMIPS,用于图形和通信处理。同样在全功率下,Cortex-M4在209MHz时可产生260 DMIPS,用于电机控制,传感器采集和低功率操作。由于两个内核都以全速运行,因此STM32MP1仍具有非常好的功率效率,仅消耗353mW。

为了实现动态电源效率,Cortex-A7和Cortex-M4 内核可以独立运行或停止,以针对每种处理和实时应用需求实现最佳电源效率。STM32MP1提供了许多低功耗模式,包括:
  • 电机控制和感应模式,当Cortex-A7关闭时,Cortex-M4处于运行状态,用于传感器采集和低功耗运行,消耗功率为92mW。
  • 待机模式,两个内核均关闭,但RAM处于自刷新状态,功耗仅为36µW。
  • V BAT模式,具有实时时钟,功耗为4.5 µW,同时由于篡改检测功能而确保了系统的安全性。
STM32MP1可以从待机模式转换为在大约一秒钟内运行两个内核。

软件和工具

Cortex-A7可以运行OpenSTLinux,OpenSTLinux发行版是针对Cortex-A7内核的完全主线的Linux发行版,完全符合开源标准。STM32生态系统支持Cortex-M4,其中包括STM32Cube,该解决方案结合了嵌入式软件库以及STM32CubeMX。意法半导体还发布了一系列发现和评估板,以加快使用STM32MP1的评估,原型设计和设计的速度。


 

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