MCU典型應用設計：STM32-F2在工廠(chǎng)自動(dòng)化中的應用

　　上圖中的黑點(diǎn)代表在這個(gè)7層總線(xiàn)結構中總線(xiàn)主控制器與從控制器的全部接口。為提高系統的能效，SRAM存儲器被分成兩個(gè)存儲區SRAM1和SRAM2，SRAM1用于保存基本協(xié)議棧和變量，而SRAM2則用作通信外設的幀緩沖區。以太網(wǎng)和USB外設都占用了幾千字節的FIFO存儲空間，而且分別擁有一個(gè)各自專(zhuān)用的DMA控制器。

　　除多個(gè)SRAM分區外，該系統還有兩個(gè)AHB總線(xiàn)從控制器。同樣地，這樣的配置準許不同的總線(xiàn)主控制器并行處理和同步訪(fǎng)問(wèn)不同的高速外設，例如，加密處理器和通用輸入輸出端口。AHB從控制器和DMA控制器都是雙端口，這樣設計準許在A(yíng)HB總線(xiàn)上直接連接DMA控制器與高速外設，避免在總線(xiàn)矩陣和二級高速至低速橋上因延遲而降低性能。

　　外部存儲器接口又稱(chēng)“靜態(tài)存儲控制器”，可直接連接不同的異步和同步存儲器、NOR/NAND閃存、SRAM、偽SRAM，甚至還能連接一個(gè)液晶顯示器控制器，外存接口總線(xiàn)頻率最高60MHz，還能通過(guò)指令總線(xiàn)（I-bus）獲取CPU內核指令。

　　存儲器加速器

　　意法半導體的自適應實(shí)時(shí)（ART）存儲器加速器（如下圖所示）可讓Cortex-M3內核釋放最高的處理性能，雖然閃存本身需要等待狀態(tài)，但是，引入這項技術(shù)后，STM32-F2以120 MHz的速度從閃存執行代碼無(wú)等待狀態(tài)。

　　存儲器接口是128位寬，每次可取4-8條THUMB2指令。如果執行線(xiàn)性代碼，因為預取指功能，即便閃存速度只是內核的四分之一，代碼執行也不會(huì )出現等待狀態(tài)。

　　然而，如果執行轉移或跳轉指令，需要立即取出轉移或跳轉目標地址的數據，這樣，存儲器的等待狀態(tài)會(huì )增加系統開(kāi)銷(xiāo)，這就是ART及其64項高速指令緩存發(fā)揮作用的地方。如果非順序指令第一次出現，這條指令將從存儲器中取出并保存在64 項高速緩存的一個(gè)存儲項內。在下一次出現時(shí)，該指令將從高速緩存中直接取出，沒(méi)有等待狀態(tài)。

　　這個(gè)指令高速緩存還有一個(gè)LRU即最近不常用機制，因此，假如一個(gè)應用軟件的轉移指令超過(guò)64條，最近常用的新指令將取代最近不常用的指令。這個(gè)架構的優(yōu)點(diǎn)是，即便中斷服務(wù)處理程序被加速器覆蓋，這個(gè)機制仍然能夠支持各種轉移指令。

　　最常用的8行數據項目像高速指令緩存一樣，但是用于暫存最常用的數據庫，可以使D-bus總線(xiàn)立即充滿(mǎn)數據。

　　工業(yè)協(xié)議棧和固件

　　IXXAT為 STM32開(kāi)發(fā)的IEEE 1588 PTP協(xié)議

　　測量系統、電信設備、自動(dòng)化系統或汽車(chē)系統等分布式應用設備對精確時(shí)序機制的要求越來(lái)越高。IEEE 1588的精確時(shí)序協(xié)議（PTP）通過(guò)以太網(wǎng)使分布式設備的時(shí)序同步精度達到納秒級，從而滿(mǎn)足分布式應用系統的要求。

　　IXXAT自動(dòng)化技術(shù)有限公司開(kāi)發(fā)的IEEE 1588協(xié)議軟件讓設備廠(chǎng)商能夠輕松、快速地開(kāi)發(fā)IEEE 1588兼容設備，這款軟件的源代碼采用C語(yǔ)言，可實(shí)現在任何平臺上。

　　為了在意法半導體的STM32-F2系列微控制器上實(shí)現IEEE 1588協(xié)議，IXXAT為STM32-F2用戶(hù)提供一個(gè)定制版協(xié)議軟件，該解決方案大幅簡(jiǎn)化并加快了協(xié)議的實(shí)現過(guò)程。STM32-F2專(zhuān)用協(xié)議軟件需要與一個(gè)有組播功能的TCP/IP協(xié)議棧配合使用，有無(wú)操作系統均可。

　　因為功能豐富，連續升級，占有率高，IXXAT的IEEE 1588協(xié)議軟件已成為1588協(xié)議軟件市場(chǎng)的主要參考標準。最新的1.03版IEEE 1588已支持新的IPv6標準，該標準將逐漸被新系統所采用。這個(gè)解決方案的模塊化軟件結構包含基本包和可選擴展文件，例如，用于IPv6、IEEE 802.3和Unicast的文件，讓包與專(zhuān)門(mén)應用及其資源能夠實(shí)現最佳匹配。