2007 yılında ilk STM32F103 ile başlayan on iki yıllık gelişme, STM32 ailesini yeni yüzyılda en başarılı MCU serisi yaptı. Çok çekirdekli ve genişletilmiş çevre birimlerinin tanıtımıyla STM32'nin kendi kendini geliştirmesi durmadı. Şimdi, heterojen çekirdeklerin tanıtımı, STM32 gelişim tarihinde bir başka önemli düğüm haline gelmek üzere ve yeni MPU, MCU temelinde ayrılacak.
Heterojen çekirdek tanıtılması
STM32 ailesinin en yeni üyesi, Cortex-A ve Cortex-M çekirdeklerini birleştiren STM32MP1 mikroişlemci ailesidir.
Cortex-M, ARM işlemcilerinde özel bir MCU çekirdeğidir, Cortex-A bir uygulama işlemcisi çekirdeğidir ve şimdi cep telefonlarında Apple A serisi, Qualcomm Snapdragon, Huawei Kirin işlemci Cortex-A mimarisine dayanmaktadır. Cortex-A'nın MCU'ya tanıtılması, yani MCU'ya heterojen hesaplamaların tanıtılması.
“MPU aslında çok karmaşık. Uzun bir düşünme ve doğrulama sürecinden sonra, olgunlaşması ve pazarlanması beş yıl alacaktır. ”Sylvain RAYNAUD, STM32 Mikroişlemci Ürün Pazarlama Müdürü, STMicroelektronik Mikrodenetleyici Bölümü Bu belirtilmiştir.
STM32MP1 mikroişlemci ailesi, iki adet 650MHz Arm Cortex-A7 uygulama işlemci çekirdeği ve 209MHz'de çalışan yüksek performanslı bir Arm Cortex-M4 mikrodenetleyici çekirdeği içerir. Aynı zamanda, STM32MP1, insan-makine ekran arayüzünü desteklemek için GPU'ya da yerleştirilmiştir.
Üç çekirdekli bölme açıktır, A7 çekirdeği Linux çalıştırır, GPU ekran işlevlerinden sorumludur ve M4 çekirdeği geleneksel denetim işlevlerini gerçekleştirir. Üç çekirdek, benzersiz bir IPCC mekanizması aracılığıyla iletişim kurar ve şifreleme önlemleriyle donatılmıştır. "Bir posta kutusunda iletişim kurarlar ve ardından iletişim verileri SRAM'da depolanır." Sylvain RAYNAUD açıkladı.
MPU sistemindeki performans darboğazlarını ve bant genişliği sorunlarını önlemek için STM32MP1, DDR3, DDR3L, LPDDR2, 533MHz 32/16-bit LPDDR3 dahil olmak üzere uygun fiyatlı DDR SDRAM belleği destekler. Ayrıca, STM32MP1 çeşitli flash bellek ürünlerini destekler: eMMC, SD kart, SLC NAND, SPI NAND ve Quad-SPI NOR flash.
Mimari olarak, STM32MP1 hem esnek hem de enerji verimlidir. Tam hızlı işletimde, çift çekirdekli Cortex-A7 + 3D GPU, 2470DMIPS işlemci hızında ve 260DMIPS işleme hızında Cortex-M4 bölümüyle tamamen açık. Düşük güç modunda, Cortex-A7 bekleme moduna girer ve yalnızca Cortex-M4 normal modun 1 / 4'ünü kullanır. Tam bekleme moduna girmek istiyorsanız, güç tüketimi önceki modun yalnızca 1/2500'ü kadardır.
Bekleme modundan tam hızda çalışmaya kadar, STM32MP1 çok iyi bir performans sergiliyor. Linux arayüzüne dönmek sadece 1 saniye sürüyor ve 3s 3D grafik uygulama arayüzüne geri dönebiliyor.
STM32MP1 ile donatılmış zengin çevre birimlerinin çevrimiçi ortamda A7 veya M4'e atanması da önemlidir. Bu çevre birimleri arasında USB 2.0, Gigabit Ethernet GMAC, CAN FD ve çoklu standart I2C, UART ve SPI arayüzleri ile bir dizi analog çevre birimi bulunur.
Artan karmaşıklık nedeniyle ST, STM32MP1 için özel bir güç yönetimi IC (PMIC) STPMIC1 tasarladı. Dört adet DC / DC dönüştürücü, altı LDO regülatörü, bir adet DC / DC güç çevirici ve USB VBUS ve kart üzerinde STM32MP1 ve diğer bileşenleri sağlamak için evrensel güç anahtarları içerir. Gerekli voltaj rayı.
Yeni bir çekirdeğin tanıtılması ve STM32'nin uygulama alanının genişletilmesi. Sylvain RAYNAUD, "Daha önce mikroişlemci + MCU uygulamalarını kullanan müşteriler için, STM32MP1 bunu tek bir yongayla yapabilir; müşteriler daha önce MPU'yu kullanırken, STM32MP1, MCU uygulamaları için kullanılabilir."
Olgun ekoloji ile desteklenen Linux ile çalışmak
Cortex-A7 çekirdeğinin tanıtılması Linux'u geliştiricilere de tanıttı. ST, proje gelişimini hızlandırmak için bir ana açık kaynaklı Linux dağıtımı olan OpenSTLinux Dağıtımını yayınladı. OpenSTLinux, Linux Foundation, Yoctoproject® ve Linaro gibi Linux topluluğu tarafından onaylanmıştır. Bu sürüm, yazılımı uygulama işlemcisi çekirdeğinde çalıştırmak için gereken tüm temel bileşenleri içerir.
"Tüm Linux geliştirme kaynağını desteklerken, Linux Vakfı ve Yocto Projesi de dahil olmak üzere açık kaynaklı yazılım standartlarıyla tamamen uyumluyuz." Sylvain RAYNAUD, “Linux çok sayıda açık kaynak koduna sahip olduğu için müşterilerin kötü bir tercihi var. Bu amaçla, ST Yocto, müşterilerin geliştirme kitini istikrarlı ve kolay bir şekilde kullanmalarını sağlayan bir proje oluşturuyor” dedi.
Aynı zamanda, STM32MP1, OP-TEE güvenlik işletim sistemi ile önceden kurulmuş olarak geliyor. “Müşterilerin kendi güvenlik uygulamaları için ödeme yapmaları gerekiyorsa ST, müşterilerin ücretsiz şifreli işletim sistemlerini kullanması için zaten bu sorunu çözdü.” Sylvain RAYNAUD bunun nedenini açıkladı.
Cortex-A7 tarafında, OpenSTLinux kullanılabilir. Cortex-M4 tarafında, önceki STM32Cube aracı kullanılabilir. Sylvain RAYNAUD'a göre, STM32Cube'de müşterileri destekleyen birçok çevre kodu ve çeşitli ara katman yazılımı da dahil olmak üzere birçok referans kodu ve sürücüsü var. Bunların hepsi, ST kalite güvencesine sahip, çok kolay iş koşullarına sahip, müşterilerin kullanımlarını kolaylaştıran yazılım geliştirme kitleridir.
Donanım geliştirme araçları açısından, ST üç geliştirme kartı sunar: tam özellikli bir kart, bir keşif kartı (sadece temel çevre birimleri) ve bir üçüncü taraf prototip / üretim kurulu. Bu üç pano STM32 Tmall amiral mağazasında bulunmaktadır.
Kullanıcı gelişimini desteklemek için ST ayrıca, genel olarak GUI, şifreleme ve eğitimi destekleyen, global ölçekte süper üçüncü taraf bir platform kullandı. Ayrıca ST, STM32MP1 müşterilerini Linux ile ilgili geliştirme için desteklemek üzere özel bir wiki sitesi kurdu.
STM32MP1'in doğum süresi uzun olmasa da, tam bir ürün serisi oluşturmuştur. Şu anda, STM32MP1'in üç ürün hattı vardır: 157, 153, 151. Bunların arasında, 151, Cortex-A7 + Cortex M4; 153 CAN FD ve çift çekirdekli Cortex A7 ekler; 157, çift çekirdekli Arm Cortex-A7 + Cortex-M4 + 3D GPU, DSI ve CAN FD Desteği ile mevcut serideki en yüksek performanstır.
Heterojen bir mimarinin benimsenmesi, insan-bilgisayar etkileşimi için artan talebi ele almak için STM32'nin bir girişimidir. Gelecekteki ürün planlaması için Sylvain RAYNAUD şunları söyledi: "Serinin geleceği iki yönde gelişecek: yüksek performans, güvenlik, işlevsellik ve maliyet gücü optimizasyonu. Endüstri, tüketici elektroniği, sağlık ve istihbarat gibi potansiyel uygulamalar Home, STM32MP1 mükemmel olabilir destekledi."