STM32-F2系列微控制器

　　引言

　　工業(yè)環(huán)境正在對嵌入式控制系統開(kāi)發(fā)人員構成日益嚴峻的挑戰，究其主要原因，當前系統和通信協(xié)議棧變得越來(lái)越復雜，系統實(shí)時(shí)性和安全要求越來(lái)越嚴格，同時(shí)，這種趨勢直接影響到半導體元器件的特性和技術(shù)規格。

　　為克服這些挑戰，意法半導體在今年初發(fā)布了STM32-F2系列微控制器，以幫助開(kāi)發(fā)人員實(shí)現要求苛刻的工業(yè)應用。新系列產(chǎn)品誕生于深受市場(chǎng)歡迎的STM32產(chǎn)品家族，擁有更高的性能、更大的存儲容量和針對工業(yè)應用優(yōu)化的外設。F2系列產(chǎn)品在一顆芯片上集成了多種功能，例如，控制/調整功能和復雜的通信協(xié)議棧。高集成度的優(yōu)點(diǎn)是，縮小印刷電路板空間，避免在不同的控制器之間存在易受到電磁兼容性影響的連接電路，優(yōu)化應用成本。

　　工業(yè)自動(dòng)化市場(chǎng)的特點(diǎn)是多個(gè)通信協(xié)議并存，實(shí)時(shí)應用需要高效的操作系統。因此，軟件棧和操作系統成為選擇微控制器的首要參數。 STM32微控制器基于受到市場(chǎng)廣泛支持的Cortex M3內核，因此，有20多家實(shí)時(shí)操作系統和通信協(xié)議提供商供用戶(hù)選擇。為使STM32微控制器更加完美，意法半導體還增加了一個(gè)兼容CMSIS的硬件抽象層和其它固件庫，例如，支持永磁同步電機(PMSM)的磁場(chǎng)定向控制 (FOC) 。本文將介紹兩個(gè)第三方專(zhuān)門(mén)為STM32F-2研發(fā)的工廠(chǎng)自動(dòng)化軟件: IXXAT 開(kāi)發(fā)的支持PTP的IEEE1588協(xié)議軟件包和 PORT 開(kāi)發(fā)的Profinet通信協(xié)議棧。

　　STM32-F2針對工廠(chǎng)自動(dòng)化的改進(jìn)的性能

　　與上一代產(chǎn)品STM32-F1相比，STM32-F2在很多方面加以改進(jìn)，特別是性能更加出色，外設接口更加豐富。STM32-F2采用90nm光刻技術(shù)，處理速度達到120MHz，并使運行功耗保持在合理水平(300uA/MHz)。這項光刻技術(shù)的另一個(gè)好處是集成度更高，有助于降低應用的系統級成本。

　　為了充分發(fā)揮Cortex-M3內核的優(yōu)異性能，意法半導體重新評估了產(chǎn)品架構。新產(chǎn)品在120MHz下釋放150DMIP的強勁性能(Dhrystone 2.1)，CoreMark™測試成績(jì)取得254高分(2.120 CoreMark/MHz 通過(guò)EEMBC 認證)， STM32F-2因而進(jìn)入Cortex-M微控制器的第一陣營(yíng)，這個(gè)成績(jì)歸功于自適應實(shí)時(shí)存儲器加速器(ART^TM)，采用這項閃存訪(fǎng)問(wèn)管理技術(shù)后，應用代碼執行不再會(huì )受閃存本身固有的等待狀態(tài)的影響。雖然閃存的速度比內核本身慢三倍，但是，在代碼執行過(guò)程中不會(huì )出現等待狀態(tài)，即便處理速度達到120MHz時(shí)也是零等待狀態(tài)。因此，新系列產(chǎn)品可大幅縮減設計尺寸，降低功耗和閃存的EMC影響，確保最高的產(chǎn)品性能。

　　STM32-F2的主要特性如下: 最高1MB的閃存、128kB RAM、6個(gè)UART(7.5Mbps)、3 SPI接口 (30Mbps)、支持IEE1588 PTP V2的以太網(wǎng)媒體訪(fǎng)問(wèn)控制器(MAC)、4kB備用RAM、512字節的一次性可編程存儲器(OTP)。

　　總線(xiàn)矩陣

　　除單純的內核計算能力外，微控制器設計人員還必須考慮總線(xiàn)設計，在微控制器不同單元之間實(shí)現并行訪(fǎng)存和數據傳輸，例如，內核和通信外設需要同時(shí)訪(fǎng)問(wèn)不同的存儲器。因此，主要總線(xiàn)最終被設計成一個(gè)多層AHB總線(xiàn)矩陣，最多支持6個(gè)同步數據流?！　?/p>