STM32H7双核产品除了高性能,还能实现1+1大于2


(魏德龄/文)双核的性能优势对于很多人来说是浅显易懂的道理,然而凭借STM32的更有针对性的产品线与更强大的软件生态的规划,STM32H7双核产品在高效能的跑分表现背后展现出了更多特性,甚至在很多情况下可以助力客户实现1+1大于2的效果。

最高效能产品STM32H7双核

意法半导体中国区微控制器事业部市场及应用总监曹锦东

去年开始,意法半导体在中国的MCU供应商排名中已经位居首位,原因就在于STM32产品家族可以满足大量工业控制、消费电子,以及部分汽车电子的应用。对于STM32未来的产品规划意法半导体中国区微控制器事业部市场及应用总监曹锦东透露,STM32在未来的规划上会具备更有针对性的产品线与更强大的软件生态,一方面要让MCU性能更高功耗更低,另一方面还为客户提供开发平台、支持人工智能并具备安全服务,通过软件生态帮助客户加速项目的开发。

意法半导体微控制器事业STM32高性能产品线高级市场经理Renaud BOUZEREAU

上周,意法半导体微控制器事业STM32高性能产品线高级市场经理Renaud BOUZEREAU在北京向媒体介绍了意法半导体在6月份刚刚发布的目前业界性能最高的Arm Cortex-M通用MCU:STM32H7双核产品。

该产品集成Arm Cortex-M7与Cortex-M4两个核心,主频分别为480MHz与240MHz,两个核心在CoreMark的跑分分别为2424分与800分,总分达到3200分以上。这一成绩远超竞品在600MHz情况下CoreMark的2950分的测试结果。

STM32H7双核产品还在多个方面为减轻CPU负荷而进行了相关内置。在图像显示支持部分还内置Chrom-ART 加速器及MJPEG的编码器,可使整个CPU在图像显示时减少90%的工作负荷;为了保证高性能产品在数据传输方面不增加CPU工作负荷,还内置有主DMA,可最多提供16个通道减轻CPU工作负荷;内置硬件的加解密算法,其中包括哈希硬件加速器,同样也可使CPU工作负荷减少90%;同时还嵌入了高精度的定时器模块,可以产生比较复杂的PWM输出,无须CPU辅助就能与多重事件同步。

双核架构打造结合AI的复杂应用

众所周知,很多传统家电厂商正在试图为自身的产品加入能够接入网络并且具备人工智能的能力,家庭自动化已经进入到众多公司的产品规划之中,不少消费者也开始在购买家电产品是选择具有联网及AI能力的产品,来构建自己家庭内部的物联网。

STM32H7双核产品的架构恰恰可以应用在家庭及工业自动化的产品中,Renaud BOUZEREAU就举例建议,产品中的Cortex-M7可以处理人工智能的神经网络,可应用与图象显示、语音识别及图象识别。Cortex-M4则可以处理实时性,比如接入WiFi通讯、传感器感测等模块。

如上图的这张厨房设备架构图,Cortex-M7内置的Chrom-ART加速器与JPEG codec加速器会处理图象显示,在显示接口上STM32H7支持MIPI DSI还有TFT LCD屏,同时还能支持语音识别功能,为人工智能提供图像与语音两种交互的可能。Cortex-M4则可进行实时控制,负责WiFi、蓝牙、传感器的通讯,同时还内置有哈希加密与高精度计时器。

意法半导体在STM32Cube生态系统内也已增加了STM32CubeH7固件模块和应用程序源代码。STM32 CubeMX针对双核架构进行强化,可以对STM32H7双核产品的内部资源进行分配,从而决定资源如何在Cortex-M7与Cortex-M4上进行配置。开发人员可以使用STM32Cube开发环境的所有标准组件,包括ST-MC-SUITE电机控制工具包、STM32Cube.AI机器学习工具包、STM32CubeMX、STM32CubeProgrammer,以及取得相关认证的合作伙伴的STM32解决方案。

可实现1+1大于2效果

意法半导体中国区微控制器区域市场经理刘杰文

曹锦东还表示STM32H7双核产品从性能上来说是1+1的关系,但如果把内核与外设加在一起后则往往会是1+1大于2的效果,首先是可以节约PCB空间,第二便是系统内部数据交换更加方便安全。意法半导体中国区微控制器区域市场经理刘杰文就举例说假如客户的应用中采用双任务控制马达,一个控制GUI,通过STM32H7双核产品在进行数据交换,由于两个内核都可以访问到整块MCU里所有的内存,这也让在数据交换的时候会比原先两个芯片交换的速率更快。

据悉,双核架构的优势在于首先可以增加系统效能,2个核可以独立运行,可执行两种任务或者由其中一个内核做安全运行检测,这样就能减少运算时间与平均耗电;其次,同时还能缩短开发时间,可以两个团队同时开发,最后Cube Programmer可将两个工程进行合并,打包在一起,变成一个封装,烧入到STM32H7产品中;第三,增加系统销量,双核架构可以实现在Cortex-M7、Cortex-M4、大量数据采集模式领域这三个电源域之间达到工作负载平衡;最后,便是可降低物料成本,如上文所提到的,无需如ADC这样的外部装置,仅使用1个而非2个MCU,还扩充了连接功能。


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