STM32系列微控制器大幅提高嵌入式系統(tǒng)的性價比和功耗水準

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　　Cortex-M3是ARM公司為要求高性能(1.25 Dhrystone MIPS/MHz)、低成本、低功耗的嵌入式應用專門設計的內核。STM32系列產品得益于Cortex-M3在架構上進行的多項改進，包括提升性能的同時又提高了代碼密度的Thumb-2指令集和大幅度提高中斷響應的緊耦合嵌套向量中斷控制器，所有新功能都同時具有業(yè)界最優(yōu)的功耗水平。

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　　以實現(xiàn)出色的性能和能效為設計目標，同時保留開放工業(yè)標準的ARM架構和開發(fā)環(huán)境的優(yōu)點，STM32系列產品按性能又分成兩個不同的系列：STM32F103“增強型”系列和STM32F101“基本型”系列。增強型系列時鐘頻率達到72MHz，是同類產品中性能最高的產品;基本型時鐘頻率為36MHz，以16位產品的價格得到比16位產品大幅提升的性能，是16位產品用戶的最佳選擇。兩個系列都內置32K到128K的閃存，不同的是SRAM的最大容量和外設接口的組合。時鐘頻率72MHz時，從閃存執(zhí)行代碼，STM32功耗僅36mA，是32位市場上功耗最低的產品，相當于0.5mA/MHz。

　　Cortex-M3內核主打存儲器和處理器的尺寸對產品成本影響極大的各種應用市場，是針對這些市場的低成本需求，專門開發(fā)設計的微處理器內核。Cortex-M3內核增強了芯片上集成的各種功能，包括把中斷之間延遲降到6個CPU周期的嵌套向量中斷控制器、允許在每一個寫操作中修改單個數(shù)據(jù)位的獨立位操作、分支指令預測、單周期乘法、硬件除法和高效的Thumb 2指令集，這些改良技術使Cortex-M3內核具有優(yōu)異的性能、代碼密度、實時性和低功耗。

　　STM32采用2.0～3.6V電源，當復位電路工作時，在待機模式下最低功耗2μA，因此最適合電池供電的應用設備。其它省電功能包括一個集成的實時時鐘、一個專用的32kHz振蕩器和四種功率模式，其中實時時鐘含有一個電池操作專用引腳。

　　在性能方面，STM32系列的處理速度比同級別的基于ARM7TDMI的產品快30%，換句話說，如果處理性能相同，STM32產品功耗比同級別產品低75%。同樣地，使用新內核的Thumb 2指令集，設計人員可以把代碼容量降低45%，幾乎把應用軟件所需內存容量降低了一半。此外，根據(jù)Dhrystones和其它性能測試結果，STM32的性能比最好的16位架構至少高出一倍。

　　新產品提供多達128KB的嵌入式閃存、20KB的RAM和豐富的外設接口，包括兩個12位模數(shù)轉換器(1微秒的轉換時間)、三個USART、兩個SPI (18MHz主/從控制器)、兩個I2C、三個16位定時器(每個定時器有4個輸入捕獲模塊/4個輸出比較器/4個PWM控制器)，以及一個專門為電機控制向量驅動應用設計的內嵌死區(qū)時間控制器的6-PWM定時器、USB、CAN和7個DMA通道。內置復位電路包括上電復位、掉電復位和電壓監(jiān)控器，以及一個可用作主時鐘的高精度工廠校準的8MHz阻容振蕩器、一個使用外部晶振的4-16MHz振蕩器和兩個看門狗。因為集成度如此之高，除一個電源外，LQFP100封裝產品的最小系統(tǒng)只需要7個電容器。

　　除工業(yè)可編程邏輯控制器(PLC)、家電、工業(yè)及家用安全設備、消防和暖氣通風空調系統(tǒng)等傳統(tǒng)應用，智能卡和生物測定等消費電子/PC應用外，新的STM32系列還特別適合側重低功耗的設備，如血糖和血脂監(jiān)測設備。

　　STM32系列產品配有成套的ST和第三方的開發(fā)工具。ST提供一個評估板、USB開發(fā)工具包和一個免費的軟件庫。Hitex、IAR、Keil和Raisonance不久將在經(jīng)過驗證的基于ARM內核的工具解決方案的基礎上推出入門級開發(fā)工具。目前Hitex、IAR、Keil,、Raisonance和Rowley的工具鏈支持STM32。