083月 2019

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等太久!意法半导体终于拥抱Cortex-A架构发布STM32MP1 MPU

提起意法半导体(STMicroelectronics,简称ST),电子圈的应该是无人不知吧,大家在产品开发中多多少少肯定接触过ST家的产品,现在一提起意法半导体ST,老wu马上就会联想到他家的STM32和STM8系列MCU,这几年MCU业务也让ST赚的盆满钵满,特别是2017共享单车的火爆,几大共享单车平台都采用了STM32系列MCU,还有这几年高速增长的无人机、IoT设备等等应用,主流厂家都会去采用ST家的MCU,2017、2018年度MCU业务的高速增长给ST带来的营收增长也很劲爆,老wu记得2017年底的时候,还有传闻说受12寸晶圆厂起火和MCU需求高速增长爆单的影响,MCU交期都延长到88周,一度还引起了微信朋友圈里的恐慌,虽然后来ST官方出面辟谣了,但ST 的MCU在国内市场占有率有多大可见一斑。

当然,MCU市场只是ST主营业务的一部分,据统计,2018年第三季度ST个产品部营收贡献率微控制器和数字IC产品部只占总营收的28%,而模拟器件、MEMS和传感器部占到了36%,汽车和分立器件产品部则贡献了总营收的另外36%。

其实ST的MCU只是个行业的后来者,记得老wu在读书的时候,学校用的都是基于Atmel的AT89C51,那个芯片体积对比现在LQFP封装的STM32来说那是相当的巨大,非常占用PCB面积(当然,好处是方便初学者焊接吧 😂),价格也不便宜,片上资源非常匮乏,4K字节Flash,128字节RAM,2路16bit定时器/计数器,1路全双工串口,最大32路可编程I/O,6路中断源,主频最大24MHz。

因为片上资源匮乏,其编程也是极其痛苦的,对于稍微复杂一点的项目来说甚至可以说是噩梦,至少对于老wu来说,完全不符合我的口味,老实说,单片机编程这一块我在学校确实没有学好,你要用多路串口,用I/O口来模拟,SPI 需要模拟,I2C也需要模拟,没有PWM,没有内部RC振荡器,没有看门狗,没有ADC,没有FIFO,没有ISP,没有IAP,更新个程序都好麻烦。只有可怜的128字节RAM,所以没有外设库,你得自己操作各种寄存器,甚至要写汇编指令,汇编…真TM写到想吐,😂

我只想对AT89C51说一句,其去死吧,😂

当然,AT89C51事实上已经死了(停产了,现在官网上建议用AT89S51),甚至连ATMEL都已经死了,被Microchip并购了 ✌️。

老wu工作后没用过AT89C51单片机,当然,经不住低价的诱惑,51单片机还是逃不掉的,国内STC接过了51内核的衣钵,魔改的还不错,至少STC80C52加入了ISP/IAP 在线编程功能,加入了看门狗,SRAM也提升到了512字节,官网数据手册上挂出的价格是LQFP44封装的只需要2.55软妹币,而更有低价魔改的STC8F2K SOP16封装的只需要1.15软妹币,而外设更丰富,硬件SPI、I2C都是标配了,不用再痛苦的用I/O模拟,内部集成了振荡器,SRAM也到了2K,真是够低价了 👍,更绝的是还可以通过USB-ISP的方式下载程序,这个还真是蛮方便,连仿真器的钱都省了,外围只需两颗电容,三颗电阻,两个1N4729-3.6V稳压二极管和一个USB连接座,就能让MCU跑起来了,这个方便性确实值得称赞。

而爆改款51型号STC 8A8K系列MCU LQFP64封装的只需要3.8软妹币,有8K的SRAM,64K Flash,4个串口,高级PWM,12位ADC也有了,够了没,三块多的MCU,还要啥自行车?😂

STC家的MCU便宜,方便,够用,好了,那还介绍啥意法半导体的MCU干啥?好吧,其实老wu一直觉得STC的乡土味太过浓烈了,🙃,老wu一直认为颜值即正义,如果不是老板认为便宜才是王道,我压根不用去用他家的东西, 😂😂😂 其实像TI 的MSP430,Atmel的AVR,Microchip的PIC,以前的华邦现在的新唐的51单片机都是不错的产品。

为了写这篇博文,老wu又再一次打开了STC家的网站,这么多年过去了,老wu再读大学时就一直吐槽的网站风格依然没变,甚至更过分了,网站首部就直接强行来了个大图,吓得老wu的Safari浏览器都崩溃了 😂😂😂,跟老wu家乡的椰树牌椰汁的包装风格差不多,一种浓烈的乡土味,乍一看还以为是山寨产品,不过吐槽任你吐槽,老wu不否认椰树牌椰汁和STC MCU在中国市场上还是成功的,也许老板都是差不多年纪的人吧,然后这种独特的审美和高性价比特别适合八九十年代打拼起来的老板们的口味吧。

而意法半导体是另一个在中国本土大获成功的MCU厂家,但其在十年前还是个无足轻重的小弟,时间回到2006年,一家名为Luminary流明诺瑞的创业公司大胆地推出基于ARM Cortex-M3核的MCU,对于ARM家的Cortex-M3架构,当时的大牌MCU公司并不太感冒,应者廖廖无几,只有ST在2007年推出了STM32系列。但随后,Cortex-M3产品的发展令人咋舌,ST也因为搭上了这班快车而一鸣惊人。Cortex-M3则成为ARM历史上增长最快的耀眼明星,她的发展令大牌们大跌眼镜而纷纷跟上,虽然脚步迟缓但还是想着能分得一杯羹。

于是

  • 2008年,以AVR著称的Atmel在矛盾中半遮半掩地引入Cortex-M3产品线;
  • 2009年,TI宣布收购Luminary,加入混战;
  • 同年,NXP推出了基于Cortex-M0和Cortex-M3的产品;
  • 2010年,一向以自有内核著称的日系厂商富士通也推出产品;

ARM Cortex-M 阵营逐渐强大,不过,由于ST占得先机,令其他进攻者大费周折。

当然,ST之所以在国内大获成功,不仅仅是因为其抢先占得先机,还与其市场策略有关。在2017年的STM32 10周年庆典上,意法半导体亚太区MMS及物联网副总裁Arnaud Julienne,以及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共同回顾了十年间STM32在中国的发展历程:“2007年6月11日,我们在北京发布了STM32,从那一天开始我们改变了产品策略,改变了我们对中国客户的态度,并展开了对中国市场的推广的策略。过去十年中,我们做了两件事情,一是更加丰富的产品线开发,二是在中国做了更加丰富的市场活动,让在校的学生以及国内的工程师能第一时间接触到、了解到STM32的技术和它的产品线。2016年年底,ST在中国占据36%的出货量,这对STM32来说是非常可观的数字。“

反观ST在十年前的发展,其在欧洲和美国份额还是很可观的,但当时在中国的份额却非常小。为此,自从STM32发布以来,ST迅速改变策略,将更多的精力专注在投资中小客户和中小工程师培养,以及STM32产品线的宣传上,才成就了今天STM32在中国市场上的影响力和知名度。

“我们最终的目标是想让所有人都知道STM32的方向和策略,同时把STM32作为首选的MCU供应商。今天,我们70%的业务来自中小客户,30%来自大客户”,Arnaud Julienne在庆典上强调说。

毫无疑问,过去十年,ST在MCU领域是取得巨大成功的。正所谓三十年河东,三十年河西,未来十年ST怎样保持高速增长,肯定要未雨绸缪。

到2020年,会有超过30亿个物体连接在一起,IOT涵盖的智能硬件、智能家居、智慧城市、智能工业是ST未来关注的重点。IOT需要的几个主要技术切入点包括:安全、网络连接、云服务、用户界面和传感器。为应对这些挑战,使得MCU的未来发展方向有三个:更高的性能、更强的联网能力、更安全的能力。

所以,ST推出了STM32 H7 高性能MCU,基于Cortex-M7 @ 400 MHz 和 Cortex-M4 @ 240 MHz的双核设计,这货除了400MHz的高主频,内部高达1MB RAM之外,还可以外扩SDRAM的。

STM32 H7 虽然性能强大,但价格也上去了,但没有Linux的加持显然是没有灵魂的。为了简化工业制造、消费电子、智能家居、医疗应用高性能解决方案的开发,ST利用多年积累的Ar Cortex 研发知识扩大STM32 MCU的功能新推出了STM32MP1多核微处理器系列,其具有计算和图形处理能力,兼备高能效实时控制和高功能集成度。

STM32MP1系列微处理器(MPU)产品依托意法半导体及其合作伙伴共同构建的强大、成熟的STM32 系列生态系统,包括开发工具和技术支持。

STM32系列主要用于解决对实时任务和功耗限制的重要要求,OpenSTLinux作为市场上主流的开源Linux发行版发布,将STM32系列从以实时任务和功耗限制为主的应用扩大到更广泛的市场。在MPU和软件的联合支持下,意法半导体提供一个整体方案,满足许多工业和专业应用的供货需求。当然,STM32MP1 的10年滚动续期供货承诺名也是很给力的。

STM32MP1系列微处理器集成两颗主频650MHz的Arm Cortex-A7应用处理器内核和一颗运行频率209MHz的高性能Arm Cortex-M4微控制器内核。为防止MPU系统出现性能瓶颈和带宽问题,STM32MP1支持经济实惠的DDR SDRAM存储器,包括DDR3、DDR3L、LPDDR2、533MHz的32/16位LPDDR3。此外,STM32MP1还支持各种闪存产品:eMMC、SD卡、SLC NAND、SPI NAND和Quad-SPI NOR闪存。

3D图形处理单元(GPU)可实现基于OpenGL® ES2.0接口的高级HMI开发以及Linux和各种应用程序框架(包括Android Qt)的本机支持。STM32MP1支持60fps、高达WXGA的 24位并行RGB显示器接口和运行频率1Gbps的有2个数据通道的MIPI® DSI接口。

这款3D图形处理器有助于工业控制面板等设备提升用户使用体验。

此外,ST还与Witekio展开合作,将Android移植到STM32MP1上,当然,基于Qt 开发的人机界面也可以带来很棒的应用体验。

当然,害怕DDR SDRAM的Layout也没关系,已经有第三方生态厂商将STM32MP1及外围DDR SDRAM等封装成了模组,极大降低了硬件上Layout的复杂度。

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