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意法半导体首款多核MPU,让STM32遇见Linux

2019-10-31 05:56| 发布者: | 查看: 22| 评论: 0

摘要:   飞象网讯(魏德龄/文)STM32MP1 作为意法半导体推出的首款多核 MPU 产品系列,一经亮相就展现出了其在工业智能制造领域的雄心,从继承 STM32 系列 10 年生命周期的承诺,到灵活的 Arm Cortex-A7 与 Cortex-M4 架 ...

  飞象网讯(魏德龄/文)STM32MP1 作为意法半导体推出的首款多核 MPU 产品系列,一经亮相就展现出了其在工业智能制造领域的雄心,从继承 STM32 系列 10 年生命周期的承诺,到灵活的 Arm Cortex-A7 与 Cortex-M4 架构,再到作为其下第一款支持 Linux 的微处理器,并提供全面整合的设计套件。STM32MP1 就像其海报中的设计图一样,当 STM32 遇见 Linux,给未来工厂、医疗保健的相关设备带来更多创造空间。

  意法半导体首款多核 MPU

  目前,工业智能制造、医疗保健、智能家居、消费电子产品正在蓬勃发展,大量传统设备都将拥有一块可以探索新天地的屏幕,同时也仍对功耗有着极高需求,面对这一需求的通用型微处理器的需求正在大幅增长。

  意法半导体引以为傲的 STM32 系列在今年 2 月份也推出了其下首款多核 MPU 产品 STM32MP1 多核微处理器,该系列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,有助于简化工业制造、消费电子、智能家居、医疗应用高性能解决方案的开发。也是意法半导体第一款支持 Linux 的微处理器。

  STM32MP1 还延续了 STM32 系列的长期供货保证,提供至少 10 年生命周期承诺,这将为工业应用、医疗保健、智能家居等潜在应用场景中的潜在客户提供足够的保证。而此前在 2007 年量产 STM32F1 在市面上已经接近 22 年。意法半导体微控制器事业部 STM32 微处理器产品市场经理 Sylvain RAYNAUD 表示:“我们在每一年年初都会去更新这个长期供货保证,每一次更新都是十年,所以这是对客户生命周期很长的支持,包括对工业控制通信类的客户是非常有用的保证。”

  作为应用处理器的 STM32MP1 拥有相对更复杂的系统,其中拥有两颗主频为 650MHz 的 Arm  Cortex-A7 内核与一颗主频为 209MHz 的 Cortex-M4 内核,其中 Cortex-A4 内核配备专用 448kB RAM 存储器,三核心间通信拥有加密机制。同时还拥有一个系统时钟可达 533MHz 的 3D GPU,支持 OpenGL ES 2.0。另外,显示器、存储器及 USB 等更多的外设均可以使用 STPMIC1 电源管理芯片,该芯片为意法半导体为该芯片组开发的一个配套芯片,可优化系统功耗,同时还能为典型应用节省物料成本。

  此外,STM32MP1 还提供多种为应用量身定做的型号,目前已经有 24 个型号开始量产。客户可以根据自身需求来选择是否采用双 Cortex-A7 内核,是否需要搭配 3D GPU。从而同时实现在更高性价比和更优功耗间的并行不悖。

  大小核灵活架构

  在实际上的工作状态下,两个 Cortex-A7、一个 Cortex-A4 内核有着灵活的分工方式,从而能大大提高能效。

  例如,在进行人机界面及通信处理与电机控制和感测的情况下,两个大核与小核、3D GPU 都会全部开启,其中,此时系统会全功率运行,双核 Cortex-A7 与 3D GPU 以 2470 DMIPS 的处理速度负责图形和通信处理,Cortex-A4 以 260 DMIPS 的处理速度负责电机控制、感测和低功耗数据采集。

  而当系统仅需要进行电机控制与感测时,双核 Cortex-A7 与 3D GPU 则均可处在锁定状态,Cortex-A4 依旧可以以 260 DMIPS 的处理速度工作。此时,功耗仅是正常模式的四分之一。

  系统进入待机模式后,所有内核及 GPU 则均处于锁定状态,功耗更是 Cortex-A4 单核运行时的1/2500。而当客户再次唤醒系统时,仅需 1 秒就能回到 Linux 界面,只需 3 秒就能回到 3D 图形应用界面。

  让 STM32 遇见 Linux

  在上周意法半导体在北京召开发布会的现场,STM32 与 Linux 的 Logo 在多个展示海报中均进行了组合呈现,原因就在如同上文中提到的两个 Cortex-A7 与一个 Cortex-A4 内核分别负责不同的事情一样,STM32MP1 依托于 STM32 成熟的生态环境,提供全面整合的设计套件给 STM32MP1 客户。

  其中 Cortex-A7 部分可支持专门为该内核开发的主分支开源 Linux 发行版,目前 STM32MP1 SoC 驱动程序也已被 Linux 社区采用。意法半导体发布的一款主流开源 Linux 发行版 OpenSTLinux Distribution 也通过了 Linux Foundation、Yoctoproject、Linaro 等 Linux 社区的审批。该发行版包含在应用处理器内核上运行软件所需的全部基本组件。此外,意法半导体还与 Witekio 合作,将 Android 移植到 STM32MP1 上,使 Cortex-A7 可支持 Android 系统。

  Cortex-M4 部分可重复使用以前的 STM32Cube 应用。据 Sylvain RAYNAUD 介绍,目前 Cube 里已经有很多支持客户的参考代码、驱动,其中包括很多可做外设访问使用的 API,还有包括 USB、Type-C、以太网等中间件。以上均由意法半导体品质保证的软件开发包,并有非常友好的商业条款。另外还有针对 Cortex-M 微控制器 STM32Cube 软件包的特别升级版增强型 STM32Cube 工具,具有加快 Arm Cortex-A 内核 MPU 项目开发所需的全部功能和特性。


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