Bermula dengan STM32F103 yang pertama pada tahun 2007, pembangunan dua belas tahun telah menjadikan keluarga STM32 siri MCU yang paling berjaya dalam abad yang baru. Dengan pengenalan peranti pelbagai guna dan lanjutan, peningkatan sendiri STM32 tidak berhenti. Sekarang, pengenalan kernel heterogen akan menjadi satu lagi nod penting dalam sejarah pembangunan STM32, dan MPU baru akan keluar berdasarkan MCU.
Memperkenalkan kernel heterogen
Ahli terbaru dari keluarga STM32 ialah keluarga mikropemproses STM32MP1 yang menggabungkan teras Cortex-A dan Cortex-M.
Cortex-M adalah teras MCU yang berdedikasi dalam pemproses ARM, Cortex-A adalah teras pemproses aplikasi, dan kini Apple A siri, Qualcomm Snapdragon, pemproses Huawei Kirin dalam telefon bimbit adalah berdasarkan kepada seni bina Cortex-A. Memperkenalkan Cortex-A ke MCU, iaitu memperkenalkan pengkomputeran heterogen ke dalam MCU.
"MPU sebenarnya sangat rumit. Selepas tempoh pemikiran dan pengesahan yang panjang, ia akan mengambil masa lima tahun penuh untuk matang dan pasaran. "Sylvain RAYNAUD, STM32 Pengurus Pemasaran Produk Mikropemproses, Bahagian Mikrokontroler STMicroelectronics Ini ditunjukkan.
Keluarga mikropemproses STM32MP1 mengintegrasikan dua teras pemproses aplikasi 650MHz Arm Cortex-A7 dan teras mikropengawal Arm Cortex-M4 yang berprestasi tinggi yang berjalan pada 209MHz. Pada masa yang sama, STM32MP1 juga tertanam dalam GPU untuk menyokong antara muka paparan mesin manusia.
Pembahagian tiga teras adalah jelas, kernel A7 menjalankan Linux, GPU bertanggungjawab untuk fungsi paparan, dan teras M4 melaksanakan fungsi kawalan tradisional. Tiga teras mengkomunikasikan melalui mekanisme IPCC yang unik dan dilengkapi dengan langkah penyulitan. "Mereka berkomunikasi dalam peti mel, dan kemudian data komunikasi disimpan dalam SRAM." Sylvain RAYNAUD menjelaskan.
Untuk mengelakkan kesesakan prestasi dan masalah jalur lebar dalam sistem MPU, STM32MP1 menyokong memori DDR SDRAM yang berpatutan, termasuk DDR3, DDR3L, LPDDR2, 5DDDR3 533MHz 32/16-bit. Di samping itu, STM32MP1 menyokong pelbagai produk memori flash: eMMC, kad SD, SLC NAND, SPI NAND, dan flash Quad-SPI NOR.
Secara seni bina, STM32MP1 adalah fleksibel dan cekap tenaga. Dalam operasi berkelajuan penuh, GPU Dual-Core Cortex-A7 + 3D terbuka sepenuhnya, dengan kelajuan pemproses 2470DMIPS dan bahagian Cortex-M4 dengan kelajuan pemprosesan 260DMIPS. Dalam mod kuasa rendah, Cortex-A7 memasuki mod siap sedia, dan hanya Cortex-M4 yang berjalan, memakan 1/4 mod biasa. Jika anda ingin memasuki mod siap sedia penuh, penggunaan kuasa hanya 1/2500 mod sebelumnya.
Dari mod siap sedia dengan operasi kelajuan penuh, STM32MP1 berfungsi dengan baik. Ia hanya mengambil masa 1 saat untuk kembali ke antara muka Linux, dan 3 boleh kembali ke antara muka aplikasi grafik 3D.
Ia juga penting bahawa peralatan yang kaya dengan STM32MP1 boleh ditugaskan ke talian A7 atau M4. Periferal ini termasuk USB 2.0, Gigabit Ethernet GMAC, CAN FD, dan pelbagai antara muka I2C, UART, dan SPI standard, serta pelbagai periferal analog.
Kerana peningkatan kerumitan, ST juga merancang pengurusan kuasa IC yang berdedikasi (PMIC) STPMIC1 untuk STM32MP1. Ia mengintegrasikan empat penukar DC / DC, enam pengawal selia LDO, satu DC / DC boost converter, dan USB VBUS dan suis kuasa sejagat untuk menyediakan STM32MP1 dan komponen lain di papan. Rel voltan yang diperlukan.
Memperkenalkan kernel baru dan memperluaskan ruang aplikasi STM32. Sylvain RAYNAUD menyimpulkan: "Bagi pelanggan yang menggunakan mikroprosesor + aplikasi MCU sebelum ini, STM32MP1 boleh melakukan ini dengan satu cip tunggal; sementara pelanggan sebelum ini menggunakan MPU, maka STM32MP1 boleh digunakan untuk aplikasi MCU."
Bekerja dengan Linux, disokong oleh ekologi matang
Pengenalan kernel Cortex-A7 juga telah memperkenalkan Linux kepada pemaju. Untuk mempercepatkan pembangunan projek, ST melancarkan pengedaran openstream Linux openstlinux Distribution. OpenSTLinux telah diluluskan oleh komuniti Linux seperti Linux Foundation, Yoctoproject®, dan Linaro. Siaran ini mengandungi semua komponen asas yang diperlukan untuk menjalankan perisian pada teras pemproses permohonan.
"Apabila menyokong keseluruhan sumber pembangunan Linux, kami sepenuhnya serasi dengan standard perisian sumber terbuka, termasuk Yayasan Linux dan Projek Yocto." Sylvain RAYNAUD berkata, "Oleh kerana Linux mempunyai banyak kod sumber terbuka, pelanggan mempunyai pilihan yang tidak baik, sehingga ST adalah Yocto membina Projek yang membolehkan pelanggan menggunakan kit pembangunan dengan cara yang stabil dan mudah."
Pada masa yang sama, STM32MP1 juga dilengkapi dengan sistem operasi keselamatan OP-TEE. "Jika pelanggan perlu membayar untuk aplikasi keselamatan mereka sendiri, ST telah menyelesaikan masalah ini untuk pelanggan menggunakan OS yang disulitkan percuma." Sylvain RAYNAUD menjelaskan sebabnya.
Di sebelah Cortex-A7, OpenSTLinux boleh digunakan. Di sebelah Cortex-M4, alat STM32Cube sebelumnya boleh digunakan. Menurut Sylvain RAYNAUD, terdapat banyak kod rujukan dan pemandu di STM32Cube yang menyokong pelanggan, termasuk banyak API untuk akses periferal dan pelbagai middleware. Semua ini adalah kit pembangunan perisian dengan jaminan kualiti ST, dengan istilah perniagaan yang sangat mesra, menjadikannya mudah untuk digunakan oleh pelanggan.
Dari segi alat pembangunan perkakasan, ST menawarkan tiga papan pengembangan: papan yang lengkap, papan penemuan (hanya perkakasan asas), dan papan prototaip / pengeluaran pihak ketiga. Tiga papan ini boleh didapati di kedai utama STM32 Tmall.
Untuk menyokong pembangunan pengguna, ST juga telah menggunakan platform pihak ketiga super pada skala global, terutamanya menyokong GUI, enkripsi dan latihan. Di samping itu, ST telah menubuhkan laman wiki khusus untuk menyokong pelanggan STM32MP1 untuk pembangunan yang berkaitan dengan Linux.
Walaupun masa kelahiran STM32MP1 tidak lama, ia telah membentuk siri produk lengkap. Pada masa ini, STM32MP1 mempunyai tiga barisan produk: 157, 153, 151. Di antaranya, 151 dilengkapi dengan Cortex-A7 + Cortex M4; 153 menambah CAN FD dan dual-core Cortex A7; 157 adalah prestasi tertinggi dalam siri semasa, dengan GPU Dual Cortex-A7 + Cortex-M4 + 3D, Sokongan untuk DSI dan CAN FD.
Penerimaan seni bina heterogen adalah inisiatif STM32 untuk menangani peningkatan permintaan untuk interaksi manusia-komputer. Untuk perancangan produk masa depan, Sylvain RAYNAUD berkata: "Masa depan siri ini akan berkembang dalam dua arah: prestasi tinggi, keselamatan, fungsi dan pengoptimuman kuasa kos. Aplikasi yang berpotensi seperti industri, elektronik pengguna, penjagaan kesihatan dan perisikan Laman Utama, STM32MP1 boleh menjadi sempurna disokong. "