
高性价比MCU的传奇 —— STM32H7系列 - |4 g m" M( w" Q8 J! V 自2007年,作为主流供应商推出世界第一款Cortex-M MCU,到2020年新推出的H7系列高性能大内存产品,十几年来,ST在MCU市场上不断加大创新力度,STM32持续出新。5大家族、17条产品线、千款型号、I/O兼容,STM32大家族跨越通用、超低功耗、高性能和超高性价比MCU,全面覆盖各种应用需求,打造出了32位MCU的大帝国。$ O. ^7 t( ^2 c 9 [1 o8 S, a" p, h N. D 谈到STM32的高性能家族产品,大家已经对STM32F2/F4/F7耳熟能详。之后的STM32H7系列继承和发展了高性能产品家族的特性,其中单核的H743/750和双核745/747也已经得到了广泛应用。2020年初,ST推出STM32H7A3。2020年9月,H7系列又出新品,STM32H723将高性能与低价格的平衡推到极致。' i: W/ ^ y. }& S0 ~% s ![]() ▲ STM32F2/F7/H7高性能各系列 % f) P( O# r( a4 v( X+ jCoremark/DMIPS对比 STM32H7各产品应用定位如下:+ K' B& m6 F+ r q3 v- n STM32H743:单核480MHz及丰富的资源,适用于工业、医疗及消费类应用;5 B% Q f/ |6 O# |: k5 Q! N4 | STM32H745:双核架构、125度耐温以及强大的运算能力,适应于工业应用的苛刻环境;# H8 a1 m% w2 J" |+ M STM32H747:内置MIPI DSI, 满足同时需要高性能及显示要求的应用; STM32H7A3:内置大容量1.4MB SRAM及低功耗,适用于家电及工控显示应用;; e3 n, t/ R. W STM32H723:单核最强性能及高性价比,适用于工业、医疗及消费类成本敏感型应用。 ![]() ▲ STM32H7各产品应用定位 『细说 STM32H7』 STM32H7 使用三电源域架构:主处理域、低功耗域、外设域。三电源域架构有效防止系统漏电流的产生、从而降低整体运行功耗;三电源域可按照需求自由关闭,制定灵活的低功耗方案;所有电源域的外设资源可自由分配到单核或者双核使用、灵活配置。![]() ▲ STM32H7系列电源域架构 2 T5 Z ?! ?+ ]2 {% ^3 A( Y) U. S" Q$ \8 X8 E2 I" E6 q6 B STM32 H7系列主要特性:5 g( p$ d7 s1 U: V* K( _" x Cortex-M7 480MHz主频6 R u% X: c: A2 R - 双核Cortex-M4 240MHz (仅STM32H7x5/H7x7系列) - 2400 Coremark, 1027DMIPS - 双精度浮点运算单元7 _( B6 V" v* X/ ]9 y1 d1 M2 @ - 16+16KB 一级缓存# p! Q: `# o8 i& k( Z - 64KB ITCM 和 128KB DTCM 快速访问内存/ L; {, o7 U, A; {# {2 @7 _ - 最高总线速率达到240MHz- J% ^- V$ u3 @( @3 E8 t. | 2MB 内部 Flash - 双区设计、可不停机升级 - 每页128KB,带ECC校验" e6 b% K: h' ~# Z3 W% l) G' e2 M 分散式 1MB SRAM9 d3 J' a( C( ] - CM7内核:64KB ITCM 和 128KB DTCM# ^" Y5 a a0 e8 e+ Q o5 c - AXI总线:512KB - AHB总线:288KB - 低功耗域:64KB5 Y3 u% ?# l$ X7 e) D - 全部SRAM都带有ECC校验 H7系列具有强大的内核,Chrom-ART Accelerator 和MJPEG codec 可减轻90%以上的CPU工作负荷,图像显示效果佳;主DMA能处理记忆体和外设之间最复杂的数据传输配置,最多提供16个通道减轻CPU工作负荷,可横跨各种外设,高效率传输资料;在安全管理方面,使用专属加密技术和哈希硬件加速,可减轻90%以上的CPU工作负荷;高精度计时器(2.1ns) 能产生复杂波形,与多重事件同步,无须CPU辅助。, k9 C% S3 `' @! G/ E( i" D ![]() ▲ STM32H7系列的典型案例 - 3D打印机 4 [) t' s5 M1 H6 n7 l# m/ R. @ STM32H743_H753/STM32H745_H755/STM32H747_H757系列的典型应用案例是3D打印机。其中,Cortex-M7作为高速运算处理器,负责处理显示部分,实时处理部分由Cortex-M4负责。一颗MCU即可完成整个打印机功能,大大节省系统元器件数量。& f' v4 _3 y7 H; G6 v STM32H7A3/STM32H7B3主攻图像应用,如家庭控制板,温控器等。AXI总线:1MB(2x384KB + 256KB)连续地址SRAM有助于图像处理;支持串行PSRAM外扩。图像Chrom-GRC在圆形显示时减少20%的缓存资源。OctoSPI 接口能更快速地连接外部存储器,并支持 OctoSPI PSRAM,大容量内部RAM。 STM32H7A3/STM32H7B3内嵌图像处理引擎,能够支持高分辨率显示应用,并能优化中低分辨率显示应用。仅使用64pin 封装就能满足图像显示应用,无需扩展SRAM,令系统架构简单,PCB面积更小,成本更低。% E/ \) A* I; A) v! ~ # p2 s7 ?6 A0 X( i ![]() ▲ STM32H7X3系列的典型案例 - 智能家电显示控制板 6 a$ A2 Q* v+ I# q# F; s; C0 f3 H 在STM32H7A3/STM32H7B3的典型案例——智能家电显示控制板的系统架构中,ITCM和DTCM主要放置常用代码;实时控制部分通过SDMMC和传统通讯接口,进行传感器以及马达驱动控制,在执行上实现了真正的零等待过程。1 L2 u+ e1 b" |! X% E" l- X 3 e. Z0 m- N/ `$ [5 B1 T H7功耗优化功能非常突出。" p T( G* N" Q- K; k: ?/ m5 Y ![]() ▲ STM32H7优异的能效表现 在运行模式下,传统的STM32F7功耗为500uA/MHz。使用H7,功耗仅为258 uA/MHz,使用SMPSDC/DC供电模式,功耗还会再缩减一半,仅为F7的四分之一。7 \) I2 X* T8 F. d+ K/ X4 { 在停止模式下,F7功耗大概为370 uA,STM32H745在SMPS供电方式下,功耗为60 uA,如果使用STM32H7A3,功耗可达32 uA。 ) x1 e: r7 r ~ R' J' d- V/ p5 {. l 『性价比之王:STM32H723/H733和STM32H725/H735』 STM32H723_H733 和 STM32H725_H735 系列近期已全球发布。该系列的主频和外设资源丰富很多,但价格更便宜。产品集成了以太网,内存扩展,TFT LCD显示驱动,对于工业网卡、变频器、伺服器等应用非常有优势。 , @$ a& {* V8 m+ h( l 新品 STM32H72x 将价格推向极致,一样的价格,5倍的性能。. w6 [% G: ]5 {- v 9 s' o( M9 H. {& A; L, F ![]() ▲ STM32H72x 系列与以往高性能系列性能对比 ' C4 }9 `9 c1 h4 X) w$ E% i 性能方面, STM32H72x 系列在 550MHz 的CPU主频下,从Flash执行程序时,能够实现2778 CoreMark /1177 DMIPS 的性能,借助L1缓存可实现零等待执行;L1缓存(32 KB的I-缓存 +32 KB的D-缓存)提高外部存储器的执行性能。- j& g$ l1 @7 u# w* V/ F. T( K1 B ![]() ▲ STM32H723_H733和STM32H725_H735系列的处理性能 # l: J% A8 Q8 r, E7 t0 X该系统拥有共享型ITCM:ICTM与AXI总线RAM共享一个192KB存储空间,可配置,针对高主频和性能情况下,通过配置达到代码执行最高效率。 & y" U8 T; E! m% u, ~( ~; t 数学加速器是另一个新功能,一方面做三角函数运算,另一方面作为数字滤波加速器,能够实现功能加速与减轻CPU负担。 0 F/ d: c3 s, \ K3 E 在显示方面,该系列通过Chrome-ART 加速器,使用内部RAM时,LCD-TFT 支持高达800x600分辨率,最小封装仅为QFN-68 。) o0 k+ K9 U( T+ G6 [5 |$ B! j: z5 u 2 `( k0 ~. i! L3 {: B1 ] 相较于之前推出的高性能超值系列 STM32F730/750/H750,最新问世推出的STM32H7B0/H730,延续了STM32H7A3和STM32H723系列的主要特性,除flash配置为128k外,其他配置都相同。该系列特别适合价格敏感的客户应用。 『STM32H7的生态系统』 与其他STM32产品一样,ST为H7系列产品提供了从硬件、软件开发工具等完整的生态系统。- [% ?4 @4 ~3 |1 h : `* a. x. _4 { J7 ~. w* Q ![]() ▲ STM32H7软件开发平台 ( o A7 }# n& [8 \5 x 在软件工具方面,ST提供从调试、开发、配置、监测一站式开发平台。; i( G" ]2 x1 c0 R+ B STM32CubeMX:芯片选型/项目配置/ 代码生成/ STM32CubeIDE:代码编辑/代码编译链接/代码调试/代码烧写 STM32CubeProgrammer:烧写、读取片上存储区/烧写、读取片外存储区/烧写、读取选项字节/ STM32Cube Monitor:功耗测试,无线蓝牙调试,USB PD调试! _' \6 j, }* Y' l8 a" j& J t9 t) q& y9 v. R# T2 c# e ![]() ▲ STM32H7硬件开发平台 , y7 ~8 j& z4 b6 d硬件工具方面,STM32H7硬件开发平台包括: NUCELO – 可自由搭建你的项目模型 Discovery – 能快速测试STM32H7关键特性1 n( n1 t4 K# [* v: W EVAL – 全面测试STM32H7所有性能 , o+ D4 b8 L7 F* P9 Q& c# Z 1 ]2 Y* `! Q6 S; R' R6 k0 b$ O& B |
哪有卖的?或者哪有样品? |
H72x的 |
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