เริ่มต้นจาก STM32F103 ครั้งแรกในปี 2550 การพัฒนาสิบสองปีทำให้ตระกูล STM32 เป็นซีรี่ส์ MCU ที่ประสบความสำเร็จมากที่สุดในศตวรรษใหม่ ด้วยการแนะนำมัลติคอร์และอุปกรณ์ต่อพ่วงที่เพิ่มขึ้นทำให้การอัพเกรดตัวเองของ STM32 ไม่หยุดชะงัก ตอนนี้การแนะนำของเมล็ดที่แตกต่างกันกำลังจะกลายเป็นอีกโหนดสำคัญในประวัติศาสตร์ของการพัฒนา STM32 และ MPU ใหม่จะแตกออกจากพื้นฐานของ MCU
แนะนำเคอร์เนลที่ต่างกัน
สมาชิกใหม่ล่าสุดของตระกูล STM32 คือตระกูลไมโครโปรเซสเซอร์ STM32MP1 ที่รวมคอร์เท็กซ์ -A และคอร์เท็กซ์ -M
Cortex-M เป็น MCU หลักเฉพาะในหน่วยประมวลผล ARM Cortex-A เป็นหน่วยประมวลผลหลักของแอปพลิเคชันและตอนนี้ Apple A series, Qualcomm Snapdragon, โปรเซสเซอร์ Huawei Kirin ในโทรศัพท์มือถือขึ้นอยู่กับสถาปัตยกรรม Cortex-A แนะนำ Cortex-A เข้ากับ MCU นั่นคือแนะนำการใช้คอมพิวเตอร์ที่แตกต่างกันใน MCU
“ MPU นั้นซับซ้อนจริง ๆ หลังจากใช้เวลาคิดและตรวจสอบเป็นเวลานานจะใช้เวลาห้าปีในการพัฒนาและทำการตลาด” Sylvain RAYNAUD, ผู้จัดการฝ่ายการตลาดผลิตภัณฑ์ไมโครโปรเซสเซอร์ STM32 ไมโครโปรเซสเซอร์ STMicroelectronics
ไมโครโปรเซสเซอร์ตระกูล STM32MP1 ได้รวมแกนประมวลผลแอพพลิเคชั่น Arm Cortex-A7 650MHz สองแกนและคอร์ไมโครคอนโทรลเลอร์ Arm Cortex-M4 ประสิทธิภาพสูงทำงานที่ 209MHz ในเวลาเดียวกัน STM32MP1 ก็ฝังอยู่ใน GPU เพื่อรองรับอินเทอร์เฟซการแสดงผลของเครื่องมนุษย์
การแบ่งสามคอร์นั้นชัดเจนเคอร์เนล A7 รัน Linux, GPU มีหน้าที่ในการแสดงฟังก์ชั่นและแกน M4 ทำหน้าที่ควบคุมแบบดั้งเดิม แกนประมวลผลทั้งสามสื่อสารผ่านกลไก IPCC ที่เป็นเอกลักษณ์และมีมาตรการเข้ารหัส "พวกมันสื่อสารในกล่องจดหมายจากนั้นข้อมูลการสื่อสารจะถูกเก็บไว้ใน SRAM" Sylvain RAYNAUD อธิบาย
เพื่อป้องกันปัญหาคอขวดและปัญหาแบนด์วิดธ์ในระบบ MPU, STM32MP1 สนับสนุนหน่วยความจำ DDR SDRAM ราคาไม่แพงรวมถึง DDR3, DDR3L, LPDDR2, 533MHz 32/16-bit LPDDR3 นอกจากนี้ STM32MP1 ยังรองรับผลิตภัณฑ์หน่วยความจำแฟลชหลากหลาย: eMMC, การ์ด SD, SLC NAND, SPI NAND และแฟลช Quad-SPI NOR
สถาปัตยกรรม STM32MP1 นั้นมีทั้งความยืดหยุ่นและประหยัดพลังงาน ในการทำงานเต็มความเร็วนั้น GPU แบบ dual-core Cortex-A7 + 3D นั้นเปิดอย่างเต็มที่ด้วยความเร็วหน่วยประมวลผลที่ 2470DMIPS และส่วน Cortex-M4 ที่มีความเร็วในการประมวลผลที่ 260DMIPS ในโหมดพลังงานต่ำ Cortex-A7 เข้าสู่โหมดสแตนด์บายและมีเพียง Cortex-M4 เท่านั้นที่ทำงานโดยใช้ 1/4 โหมดปกติ หากคุณต้องการเข้าสู่โหมดสแตนด์บายเต็มรูปแบบการใช้พลังงานเป็นเพียง 1/2500 ของโหมดก่อนหน้า
ตั้งแต่โหมดแสตนด์บายไปจนถึงการทำงานด้วยความเร็วเต็มที่ STM32MP1 ทำงานได้ดีมาก ใช้เวลาเพียง 1 วินาทีในการกลับไปยังส่วนต่อประสาน Linux และ 3 วินาทีสามารถกลับสู่ส่วนต่อประสานกราฟิกแอปพลิเคชัน 3D
เป็นสิ่งสำคัญเช่นกันว่าอุปกรณ์ต่อพ่วงที่มีอุปกรณ์ครบครันกับ STM32MP1 นั้นสามารถกำหนดให้กับ A7 หรือ M4 ออนไลน์ได้ อุปกรณ์ต่อพ่วงเหล่านี้รวมถึง USB 2.0, Gigabit Ethernet GMAC, CAN FD และอินเตอร์เฟส I2C, UART และ SPI มาตรฐานหลายตัวรวมถึงอุปกรณ์ต่อพ่วงแบบอะนาล็อกหลายช่วง
เนื่องจากความซับซ้อนที่เพิ่มขึ้น ST จึงออกแบบ IC การจัดการพลังงานโดยเฉพาะ (PMIC) STPMIC1 สำหรับ STM32MP1 มันรวมตัวแปลงเจ้าชู้ DC / DC สี่ตัว, ตัวควบคุม LDO หกตัว, ตัวแปลงเพิ่ม DC / DC หนึ่งตัว, และ USB VBUS และสวิตช์ไฟอเนกประสงค์เพื่อให้ STM32MP1 และส่วนประกอบอื่น ๆ บนกระดาน รางแรงดันไฟฟ้าที่ต้องการ
แนะนำเคอร์เนลใหม่และขยายพื้นที่แอพพลิเคชันของ STM32 Sylvain RAYNAUD สรุป: "สำหรับลูกค้าที่เคยใช้ไมโครโปรเซสเซอร์ + แอพพลิเคชั่น STM32MP1 สามารถทำได้ด้วยชิปตัวเดียวในขณะที่ลูกค้าเคยใช้ MPU แล้ว STM32MP1 สามารถใช้กับแอปพลิเคชัน MCU ได้"
ทำงานกับ Linux ได้รับการสนับสนุนโดยระบบนิเวศที่สมบูรณ์
การแนะนำของ Cortex-A7 kernel ยังได้แนะนำ Linux ให้กับนักพัฒนา เพื่อเร่งการพัฒนาโครงการ ST เปิดตัวการกระจาย Linux โอเพ่นซอร์สหลัก OpenSTLinux Distribution OpenSTLinux ได้รับการอนุมัติจากชุมชน Linux เช่น Linux Foundation, Yoctoproject®และ Linaro รุ่นนี้ประกอบด้วยส่วนประกอบพื้นฐานทั้งหมดที่จำเป็นในการใช้งานซอฟต์แวร์บนแอปพลิเคชันโปรเซสเซอร์หลัก
"เมื่อสนับสนุนแหล่งพัฒนา Linux ทั้งหมดเราสามารถทำงานร่วมกับมาตรฐานซอฟต์แวร์โอเพ่นซอร์สได้อย่างสมบูรณ์รวมถึง Linux Foundation และโครงการ Yocto" Sylvain RAYNAUD กล่าวว่า "เนื่องจาก Linux มีรหัสโอเพ่นซอร์สจำนวนมากลูกค้าจึงมีทางเลือกที่ไม่ดีเมื่อถึงตอนนี้ ST คือ Yocto สร้างโครงการที่ช่วยให้ลูกค้าสามารถใช้ชุดการพัฒนาได้อย่างมีเสถียรภาพและง่ายดาย"
ในขณะเดียวกัน STM32MP1 ยังติดตั้งมาพร้อมกับระบบปฏิบัติการความปลอดภัย OP-TEE “ หากลูกค้าจำเป็นต้องจ่ายเงินสำหรับแอพพลิเคชั่นความปลอดภัยของตัวเอง ST ได้แก้ไขปัญหานี้แล้วให้ลูกค้าใช้ระบบปฏิบัติการเข้ารหัสฟรี” Sylvain RAYNAUD อธิบายเหตุผล
ในด้าน Cortex-A7 สามารถใช้ OpenSTLinux ได้ ในด้าน Cortex-M4 สามารถใช้เครื่องมือ STM32Cube ก่อนหน้านี้ได้ ตาม Sylvain RAYNAUD มีหลายรหัสอ้างอิงและไดรเวอร์ใน STM32Cube ที่รองรับลูกค้ารวมถึง APIs จำนวนมากสำหรับการเข้าถึงอุปกรณ์ต่อพ่วงและมิดเดิลแวร์ต่างๆ ทั้งหมดนี้เป็นชุดพัฒนาซอฟต์แวร์ที่มีการประกันคุณภาพ ST พร้อมเงื่อนไขทางธุรกิจที่เป็นมิตรทำให้ลูกค้าใช้งานได้ง่าย
ในแง่ของเครื่องมือในการพัฒนาฮาร์ดแวร์ ST มีสามบอร์ดการพัฒนา ได้แก่ บอร์ดเต็มรูปแบบบอร์ดค้นพบ (อุปกรณ์ต่อพ่วงพื้นฐานเท่านั้น) และบอร์ดต้นแบบ / บอร์ดผลิตของบุคคลที่สาม บอร์ดทั้งสามนี้มีจำหน่ายที่ร้านเรือธง STM32 Tmall
เพื่อสนับสนุนการพัฒนาผู้ใช้ ST ได้ปรับใช้แพลตฟอร์มของบุคคลที่สามในระดับโลกซึ่งส่วนใหญ่สนับสนุน GUI การเข้ารหัสและการฝึกอบรม นอกจากนี้ ST ได้จัดตั้งเว็บไซต์ wiki เฉพาะเพื่อรองรับลูกค้า STM32MP1 สำหรับการพัฒนาที่เกี่ยวข้องกับ Linux
แม้ว่าเวลาเกิดของ STM32MP1 จะไม่นาน แต่มันก็กลายเป็นชุดผลิตภัณฑ์ที่สมบูรณ์ ในปัจจุบัน STM32MP1 มีสามสายผลิตภัณฑ์: 157, 153, 151 ในหมู่พวกเขา 151 ติดตั้ง Cortex-A7 + Cortex M4; 153 เพิ่ม CAN FD และ Cortex A7 แบบดูอัลคอร์; 157 เป็นประสิทธิภาพสูงสุดในซีรีย์ปัจจุบันด้วย Dual-Core Arm Cortex-A7 + Cortex-M4 + 3D GPU รองรับ DSI และ CAN FD
การนำสถาปัตยกรรมที่แตกต่างเป็นความคิดริเริ่มของ STM32 เพื่อตอบสนองความต้องการที่เพิ่มขึ้นสำหรับการปฏิสัมพันธ์ระหว่างมนุษย์และคอมพิวเตอร์ สำหรับการวางแผนผลิตภัณฑ์ในอนาคต Sylvain RAYNAUD กล่าวว่า: "อนาคตของซีรีส์จะพัฒนาในสองทิศทาง: ประสิทธิภาพสูง, ความปลอดภัย, ฟังก์ชั่นและการเพิ่มประสิทธิภาพพลังงานค่าใช้จ่ายการใช้งานที่มีศักยภาพเช่นอุตสาหกรรมเครื่องใช้ไฟฟ้า ได้รับการสนับสนุน."