STM32 F4系列凭借高性能征战高端微控制器市场

在微控制器市场，基于ARM Cortex-M的微处理器近年来一直处于高速增长的状态中，根据Semicast Research在2011年4月的报告，2010年全部Cortex-M MCU出货量达到1.44亿片。而随着时间的演进，32位的MCU产品的应用也开始愈加普遍。其中意法半导体（STMicroelectronics，简称ST）的STM32系列MCU一直有着相当不错的表现，ARM Cortex-M出货量统计报告显示，从2007年到2011年第一季度，STM32系列MCU的出货量约占其中的45%。也就是说，在售出的基于Cortex-M内核微控制器中，几乎每两颗中就有一颗是STM32。

为了进一步巩固公司在32位MCU市场的领先地位，意法半导体近期再次重磅推出了全新的STM32 F4系列高性能微控制器产品。作为STM32平台的新产品，STM32 F4系列基于最新的ARM Cortex-M4内核，在现有的STM32微控制器产品组合中新增了信号处理功能，并提高了运行速度。

意法半导体现有的STM32产品适合各种应用领域，包括医疗服务、销售终端设备（POS）、建筑安全系统和工厂自动化、家庭娱乐等。此外，意法半导体正在利用新的STM32 F4系列进一步拓宽应用范围。STM32 F4的单周期DSP指令将会催生数字信号控制器（DSC）市场，数字信号控制器适用于高端电机控制、医疗设备和安全系统等应用，这些应用在计算能力和DSP指令方面有很高的要求。新的STM32 F4系列的引脚和软件完全兼容STM32 F2系列，如果STM32 F2系列的用户想要更大SRAM容量、更高的性能和更快速的外设接口，则可轻松地从F2升级到F4系列。此外，目前采用微控制器和数字信号处理器双片解决方案的客户可以选择STM32 F4，其在一个芯片中整合了传统两个芯片的特性。

除引脚和软件兼容高性能的F2系列外，F4的主频(168MHz)高于F2系列(120MHz)，并支持单周期DSP指令和浮点单元、更大的SRAM容量(192KB，F2是128KB)、512KB~1MB的嵌入式闪存以及影像、网络接口和数据加密等更先进的外设。意法半导体的90nm CMOS制造技术和芯片集成的ST实时自适应“ART加速器”实现了领先的零等待状态下程序运行性能(168MHz)和最佳的动态功耗。

据悉，STM32 F4系列共有4款产品，分别为STM32F405、STM32F407、STM32F415和STM32F417。所有产品均已投入量产。

其中，STM32F405集成了定时器、3个ADC、2个DAC、串行接口、外存接口、实时时钟、CRC计算单元和模拟真随机数发生器在内的整套先进外设，并额外内置一个USB OTG全速/高速接口。产品采用4种封装（WLCSP64、LQFP64、LQFP100、LQFP144），内置多达1MB闪存。

STM32F407在STM32F405产品基础上增加了多个先进外设：第2个USB OTG接口(仅全速)；1个支持MII和RMII的10/100M以太网接口，硬件支持IEEE1588 V2协议；1个8-14位并行相机接口，可以连接一个CMOS传感器，传输速率最高支持67.2Mbyte/s。产品采用4种封装（LQFP100、LQFP144、LQFP/BGA176），内置512KB到1MB的闪存。

STM32F415和STM32F417在STM32F405和STM32F407基础上增加一个硬件加密/哈希处理器。此处理器包含AES 128、192、256、Triple DES、HASH（MD5, SHA-1）算法硬件加速器，处理性能十分出色，例如，AES-256加密速度最高达到149.33Mbytes/s。

意法半导体还为客户提供了广泛的工具和软件支持，其中既包括349美元的STM3240G-EVAL评估版，可以协助客户评估产品的全部特性，也包括14.9美元的STM32 F4体验套件（STM32F4DISCOVERY）用于快捷的产品评估和样机制作。此外，STM32和ARM软件生态系统中还有众多开发环境可供客户选择。

意法半导体公司副总裁兼微控制器、存储器和安全微控制器产品部总经理Claude Dardanne表示：“STM32 F4系列引起市场关注有多方面的原因，其中最直接的原因为该系列是迄今性能最高的Cortex-M微控制器，且已上市。意法半导体量产的STM32微控制器平台拥有250余种兼容产品、业界最好的应用开发生态系统、以及出色的功耗和整体功能。F4系列是STM32产品家族的顶级产品，目前，意法半导体的Cortex-M微控制器共有4个产品系列：STM32 F1系列、STM32 F2系列和STM32 L1系列，这三个系列均基于Cortex™-M3内核；新的F4系列基于Cortex-M4内核。”

ARM公司市场执行副总裁 Lance Howarth表示：“意法半导体引入ARM Cortex-M4内核到其强大的微控制器产品平台，此决策证明，该内核具有功耗低、设计先进和集成数字信号控制器的特性。现在意法半导体拥有业界最广泛的基于ARM Cortex-M系列内核的产品组合，Cortex-M系列是市场增长最快的微控制器架构，STM32 F4系列微控制器无疑将促进设备厂商在各种应用领域应用基于ARM架构的产品。”

F4系列技术优势

• 采用多达7重AHB总线矩阵和多通道DMA控制器，支持程序执行和数据传输并行处理，数据传输速率极快；

• 内置的单精度FPU提升控制算法的执行速度，给目标应用增加更多功能，提高代码执行效率，缩短研发周期，减少了定点算法的缩放比和饱和负荷，且准许使用元语言工具；

• 高集成度：最高1MB片上闪存，192KB SRAM，复位电路，内部RC振荡器、PLL锁相环、低于1μA的实时时钟（误差低于1秒）；

• 在电池或者较低电压供电的应用中，且要求高性能处理和低功耗运行，STM32 F4为此带来了更多的灵活性，以达到高性能和低功耗的目的；包括在待机或电池备用模式下，4KB备份SRAM数据被保存；在Vbat模式下实时时钟功耗小于1μA；内置可调节稳压器，准许用户选择高性能或低功耗工作模式；

• 出色的开发工具和软件生态系统：提供各种集成开发环境、元语言工具、DSP固件库、低价入门工具、软件库和协议栈。

• 优越的和具有创新性的外设：

- 互联性：相机接口、加密/哈希硬件处理器、支持IEEE 1588 v2 10/100M以太网接口、2个USB OTG（其中1个支持高速模式）；

- 音频：音频专用锁相环和2个全双工I2S；

- 最多15个通信接口（包括6个10.5Mbit/s的USART、3个42Mbit/s的SPI、3个I2C、2个CAN、1个SDIO）；

- 模拟外设：2个12位DAC；3个12位ADC，采样速率达到2.4MSPS，在交替模式下达到7.2MSPS；

- 最多17个定时器：16位和32位定时器，最高频率168MHz。

STM 32 F4功能框图

GEC