Започнувајќи со првиот STM32F103 во 2007 година, дванаесетгодишниот развој го направи семејството STM32 најуспешна серија MCU во новиот век. Со воведувањето мулти-основни и проширени периферни уреди, само-надградбата на STM32 не престана. Сега, воведувањето хетерогени кернели наскоро ќе стане уште еден важен јазол во историјата на развојот на STM32, а новиот MPU ќе избие врз основа на MCU.
Воведување на хетерогени кернели
Најновиот член на семејството STM32 е семејството микропроцесор STM32MP1 што ги комбинира јадрата Cortex-A и Cortex-M.
Cortex-M е посветено јадро на MCU во ARM процесорите, Cortex-A е јадро на процесор за апликација, а сега серијата Apple A, Qualcomm Snapdragon, Huawei Kirin процесор во мобилните телефони се засноваат на Cortex-A архитектурата. Воведување на кортекс-А во MCU, односно воведување на хетерогени пресметки во MCU.
„МПУ е всушност многу комплицирана. После долг период на размислување и верификација, ќе бидат потребни цели пет години за да созрееме и да се пазариме.
Семејството на микропроцесори STM32MP1 интегрира два јадра на процесор за апликација 650MHz Arm Cortex-A7 и микроконтролер-јадро на Arm Cortex-M4 со високи перформанси кои работат на 209MHz. Во исто време, STM32MP1 е исто така вграден во графичкиот процесор за поддршка на интерфејсот за прикажување човечка-машина.
Три-јадната поделба е јасна, јадрото А7 работи Линукс, графичкиот процесор е одговорен за функциите на дисплејот, а М4 јадрото ги извршува традиционалните функции за контрола. Трите јадра комуницираат преку единствен IPCC механизам и се опремени со мерки за криптирање. „Тие комуницираат во поштенско сандаче, а потоа податоците за комуникација се чуваат во СРАМ“. Објасни Силваин РАНАНАУД.
За да се спречат тесните грла во перформансите и проблемите со широчината на опсегот во MPU системот, STM32MP1 поддржува достапна DDR SDRAM меморија, вклучително и DDR3, DDR3L, LPDDR2, 533MHz 32/16-битна LPDDR3. Покрај тоа, STM32MP1 поддржува разновидни производи за флеш меморија: eMMC, SD картичка, SLC NAND, SPI NAND и блиц блиц четири-SPI.
Архитектонски, STM32MP1 е флексибилен и енергетски ефикасен. Во полна брзина на работа, дво-јадниот Cortex-A7 + 3D GPU е целосно отворен, со брзина на процесорот од 2470DMIPS и дел Cortex-M4 со брзина на обработка од 260DMIPS. Во режимот со мала моќност, Cortex-A7 влегува во режим на подготвеност и работи само Cortex-M4, трошејќи 1/4 од нормалниот режим. Ако сакате да влезете во режим на целосна подготвеност, потрошувачката на енергија е само 1/2500 од претходниот режим.
Од режимот на подготвеност до целосна брзина на работа, STM32MP1 работи многу добро. Потребно е само 1 секунда да се врати во интерфејсот Linux, а 3-тите може да се вратат во интерфејсот со апликација за 3D графика.
Исто така, критично е дека богатите периферни уреди опремени со STM32MP1 можат да бидат доделени на А7 или М4 преку Интернет. Овие периферни уреди вклучуваат USB 2.0, Gigabit Ethernet GMAC, CAN FD и повеќе стандардни интерфејси I2C, UART и SPI, како и низа аналогни периферни уреди.
Поради зголемената сложеност, СТ исто така дизајнираше специјално управување со моќност IC (PMIC) STPMIC1 за STM32MP1. Интегрира четири DC / DC преобразувачи на префрлување, шест регулатори на LDO, еден конвертор за засилување на DC / DC и USB VBUS и универзални прекинувачи за напојување за да обезбеди STM32MP1 и други компоненти на таблата. Потребната напонска железница.
Воведување на нов кернел и проширување на просторот за апликација на STM32. Силвајн РАНЕНАУ заклучува: „За клиенти кои претходно користеле микропроцесор + MCU апликации, STM32MP1 може да го направи ова со единечен чип; додека клиентите претходно користеле MPU, тогаш STM32MP1 може да се користи за MCU апликации“.
Работа со Linux, поддржана од зрела екологија
Воведувањето на корнелот Cortex-A7 го воведе и Linux кон развивачите. Со цел да се забрза развојот на проектот, СТ објави главна дистрибуција на отворен извор Линукс дистрибуција. OpenSTLinux е одобрен од заедницата Линукс, како што се Фондацијата Linux, Yoctoproject® и Linaro. Оваа верзија ги содржи сите основни компоненти потребни за извршување на софтверот во јадрото на процесорот за апликација.
„Кога го поддржуваме целиот извор на развој на Linux, ние сме целосно компатибилни со стандардите за софтвер со отворен извор, вклучувајќи ги и Фондацијата Linux и проектот„ Yocto “. Силваин РАНАНАУД рече: "Бидејќи Linux има многу код со отворен код, клиентите имаат лош избор. За таа цел, ST е Yocto гради проект што им овозможува на клиентите да го користат комплетот за развој на стабилен и лесен начин."
Во исто време, STM32MP1 исто така доаѓа пред-инсталиран со безбедносниот оперативен систем OP-TEE. „Ако клиентите треба да платат за свои безбедносни апликации, СТ веќе го реши овој проблем за клиентите да го користат бесплатниот криптиран оперативен систем.“ Силваин РАНАНАУД ја објасни причината.
На страната на Cortex-A7, може да се користи OpenSTLinux. Од страната Cortex-M4, може да се користи претходната алатка STM32Cube. Според Sylvain RAYNAUD, во STM32Cube има многу референтни кодови и двигатели кои ги поддржуваат клиентите, вклучително и многу API за периферни пристап и разни посредници. Сите овие се комплет за развој на софтвер со обезбедување на квалитет ST, со многу пријателски деловни термини, што го олеснува користењето на клиентите.
Во однос на алатките за развој на хардверот, СТ нуди три развојни табли: табла со целосна функција, табла за откривање (само основни периферни уреди) и прототип / производна табла од трети страни. Овие три табли се достапни во предводникот на продавницата STM32 Tmall.
Со цел да го поддржи развојот на корисници, СТ исто така има распоредено и супер трета платформа на глобално ниво, главно поддржувајќи го GUI, шифрирање и обука. Покрај тоа, СТ има воспоставено посветена страница за вики за поддршка на клиентите STM32MP1 за развој поврзан со Linux.
Иако времето на раѓање на STM32MP1 не е долго, таа формираше комплетна серија на производи. Во моментов, STM32MP1 има три линии на производи: 157, 153, 151. Меѓу нив, 151 е опремен со Cortex-A7 + Cortex M4; 153 додава CAN FD и дво-јадрен кортекс A7; 157 е највисоки перформанси во тековната серија, со дво-јадрен Arm Cortex-A7 + Cortex-M4 + 3D GPU, Поддршка за DSI и CAN FD.
Усвојувањето на хетерогена архитектура е иницијатива на STM32 за решавање на зголемената побарувачка за интеракција помеѓу човекот и компјутерот. За идното планирање на производите, Силваин РАНЕНАУД рече: „Иднината на серијата ќе се развие во две насоки: високи перформанси, безбедност, функционалност и оптимизација на трошоците за енергија. Потенцијалните апликации како што се индустријата, потрошувачката електроника, здравството и интелигенцијата Дома, STM32MP1 можат да бидат совршени поддржан “