意法半导体(ST)

前言

ST 已经推出了三种库函数,用以方便客户快速开发 STM32 系列的 MCU。从最早的标准外设驱动库,到后来的 Cube HAL ,再到 Cube LL,还有直接写寄存器。这几种库的代码效率到底如何呢?本文将针对这个问题进行分析和对比,最后提供对比数据供大家参考。

问题分析

我们以 GPIO 翻转、TIM PWM 输出、ADC DMA 数据采集和 DMA M2M 这四个常用功能,通过不同的库函数来实现,最终来对比各个库函数的性能。四个工程代码的内容简述如下:

GPIO 翻转:切换 GPIO 的输出电平,其中包含了系统时钟初始化和 GPIO 翻转的代码。

TIM PWM 输出:通过 TIM1 的通道 1 输出频率是 36KHz 的 PWM,循环修改其占空比从 25%到 50%,其中包含了系统时钟初始化、TIM1 的初始化和切换占空比的代码。

ADC DMA 数据采集:通过 ADC 的模拟通道 1,采集 100 次 ADC 的结果,并使用 DMA 传输到到用户缓冲区,其中包含了系统时钟初始化、ADC 初始化和 DMA 的初始化的代码。

DMA M2M:使用 DMA1 的通道 1,从 Flash 中传输 100 字节的数据到片内的 SRAM 中。其中包含了系统时钟的初始化和 DMA的初始化代码。

主要对比三个参数:Flash 占用量、SRAM 占用量和执行代码的效率。

Flash 和 SRAM 的占用量可以通过查看 IAR 生成的*.map 文件了解到。

关于 ST 库函数的代码性能对比

在*.map 文件中,会有如上图的内容,其中的 readonly code memory 加上 readonly data memory 的和,就是 Flash 的占用量。而 Readwrite data memory 的大小即为 SRAM 的占用量。那么上图所示的 Flash 占用量即为 3204=3174+30,SRAM 占用量即为 1032。因用户堆(Cstack)我们设置的为 1024,所以真正应用代码所占用的 SRAM 量为 8=1032-1024.

代码的运行效率部分,我们是通过 IAR 提供的内核运行周期数(CYCLECONTER)来计算的。在功能函数的开始处和结束处分别设置断点,两次内核运行周期数的差值,就是此处代码的运行周期。

关于 ST 库函数的代码性能对比

测试硬件选用了 Nucleo-F302 评估板。

软件环境和库函数详情如下:

• IAR V7.60
- Optimizations Level High (Size)
• STM32CubeMX V4.17
- Create Project with Copy the necessary library files
• STM32CubeF3 V1.60
• STM32F30x_DSP_StdPeriph_Lib_V1.2.3
• STM32F3xx CMSIS V2.3.0

测试结果如下:

关于 ST 库函数的代码性能对比

总结:

总体来看,代码效率与移植性成反比的规律是明显的。但与 Cube HAL 相比, Cube LL 的效率优势还是很明显的,几乎和直接写寄存器的效率相差无几。而且目前 STM32cubeMX 已经开始支持直接生成使用 Cube LL 的工程,对于以后追求效率的开发应用人员来说,非常值得推荐给大家使用。

来源:ST

围观 3
178

意法半导体的 PWD13F60系统封装(SiP)产品在一个13mm x 11mm的封装内集成一个完整的600V/8A单相MOSFET全桥电路,能够为工业电机驱控制器、灯具镇流器、电源、功率转换器和逆变器厂家节省物料成本和电路板空间。

不仅比采用分立器件设计的类似全桥电路节省电路板空间60%,PWD13F60还能提升最终应用的功率密度。市场上在售的全桥模块通常是双FET半桥或六颗FET三相产品,而PWD13F60则集成四颗功率MOSFET,是一个能效特别高的替代方案。与这些产品不同,只用一个PWD13F60即可完成一个单相全桥设计,这让内部MOSFET管没有一个被闲置。新全桥模块可灵活地配置成一个全桥或两个半桥。

利用意法半导体的高压 BCD6s-Offline制造工艺,PWD13F60集成了功率 MOSFET栅驱动器和上桥臂驱动自举二极管,这样设计的好处是简化电路板设计,精简组装过程,节省外部元器件。栅驱动器经过优化改进,取得了高开关可靠性和低EMI(电磁干扰)。该系统封装还有交叉导通防护和欠压锁保护功能,有助于进一步降低占位面积,同时确保系统安全。

PWD13F60的其它特性包括低至6.5V的宽工作电压,配置灵活性和设计简易性得到最大限度提升。此外,新系统封装输入引脚还接受 3.3V-15V逻辑信号,连接微控制器(MCU)、数字处理器(DSP)或霍尔传感器十分容易。

PWD13F60即日上市,采用高散热效率的多基岛VFQFPN封装。

产品详情访问 www.st.com/pwd13f60-pr

围观 4
243

同级最好的存储器和新图形处理功能让智能穿戴产品给用户更好的使用体验
先进的图形控制器为小的圆形显示器优化设计,提升像素处理效率
经过市场检验的节能架构,让应用设计拥有更丰富的功能和更长的电池续航时间

意法半导体(简称ST)推出最新的超低功耗微控制器,让每天与人们交互的智能电子产品更好用,电池续航时间更长。

新STM32L4+产品是新一代的STM32L4微控制器,运算性能提升到了150DMIPS(233 ULPMark-CP),最高运行频率达到120MHz,可用作健康手环、智能手表、小型医疗设备、智能表计、智能工业传感器等各种产品的中央控制器,这些应用设备都需要精密功能、快速响应、最短电池充电停机时间,这些要求使超高效的STM32L4+成为最理想的选择。

STM32L4+为应用设计人员取得如下目标提供所需的功能:强大的计算性能,同级最大的片上存储容量,实现流畅的用户体验所需的最先进的图形处理功能。新的Chrom-GRC™图形控制器可以像处理方形显示器(TFT-LCD)一样高效地处理圆形显示器,不会因为管理从不显示的像素而浪费存储器资源。片上还有意法半导体专有的创新的Chrom-ART Accelerator™图形性能提升技术。

意法半导体微控制器产品部总经理Michel Buffa表示:“我们预计智能产品将会无缝地融入我们的生活中,这些产品能够预见我们的需求,而无需我们过多的关注他们。利用意法半导体的同级最大的存储容量和超高效的图形处理功能,STM32L4+系列微控制器可实现功能更复杂、人机交互更流畅的新一类智能产品。”

STM32L4+系列产品为用户提供了资源丰富且经过市场检验的STM32开发生态系统,以帮助用户简化设计,缩短产品上市时间。开发生态系统包括价格亲民的原型开发板、例程、免费软件开发工具、高品质第三方软硬件和集成开发环境(IDE),这些都是ST 合作伙伴计划中的内容。先前为上一代STM32L4微控制器开发的应用软件,不用修改即可在新一代产品上运行,同时还能提升性能。

STM32L4+即日起量产,提供多种封装选择。产品详情联系当地意法半导体销售处。

编者注:

STM32微控制器出货量已经超30亿颗,从最小的传感器、植入医疗器械,到消费电子、白色家电、电动工具、 媒体装置、通信产品、计算机和工控设备,意法半导体的STM32被用于各种高科技产品。STM32L4+是STM32大家庭的最新成员。“L”代表意法半导体的超低功耗设计,确保芯片始终尽可能消耗最低的功耗。“4”代表高性能Arm®Cortex®-M处理器内核。“+”表示最新产品设计具有更高的计算性能、更大存储容量、更丰富的片上功能、更高效的高性能图形处理功能。

增强的存储器功能包括两个8线SPI端口,使其成为首个支持该接口的STM32产品,使用这两个单线/双线/四线/八线SPI或HyperBus™接口连接闪存或SRAM存储器,可以用较低的成本提高代码执行和数据存储速度。

新产品的先进节能技术经过STM32L全系验证,其中意法半导体独有的FlexPowerControl技术,当微控制器进入低功耗模式时,可以保护重要数据,例如,SRAM内容和I/O引脚状态。FlexPowerControl还提供数个独立的电源域和可编程的高精度时钟。其中,电源域确保功耗在每个电压调节和关断模式下都尽可能最低,可编程高精度时钟可以节省外部元器件,当低频率运行时最大限度降低功耗。此外,新产品还提供七个主要低功耗模式,每个模式下还有子模式选项,在低功耗、短启动时间、可用外设、可用唤醒源方面优化系统。在这些功耗模式中,关机模式将电流降至仅有20nA。STM32L全系产品还支持批处理模式,在主CPU关闭时,可在低功耗时高能效地采集并存储数据。

STM32L4+的片上大容量存储器包括640KB的SRAM,可以辅助高速运算性能,最大限度提升图形处理性能。此外,该系列产品还有高达2MB的双区闪存,为代码和数据提供强大的存储空间,以及高效的读写同步功能。片上闪存是当前超低功耗微控制器市场上容量最大的,还有丰富的纠错功能,适用于安全关键应用。

意法半导体独有的Chrom-ART Accelerator™ (DMA2D)技术可接管具有重复性的2D图形计算功能,让主CPU为其它重要任务释放更多资源。此项图形加速技术可以执行2D图形数据复制、图形透明和alpha-blending混合运算,以及像素格式转换,处理速度比主CPU快一倍。节省下来的CPU周期可分配给与图形运算同步进行的实时处理任务或用于处理更复杂的图效算法。

Chrom-GRC™图形存储管理器可让用户像处理方形显示器一样处理圆形显示器,将图形处理负荷降低20%。虽然圆形显示器与方形显示器的存储器管理方式相同,但是圆形显示器因处理不显示像素而浪费存储器空间,STM32L4+ Chrom-GRC只处理有效像素,更高效地管理存储器资源。

STM32L4+还有丰富的数字和模拟功能,其中包括USB Host、USB Device、USB OTG;17个定时器(用于电机控制等功能);数字通信接口(包括SPI、SAI、CAN);高速数字滤波器(用于信号处理)。

模拟外设包括高速模数转换器(ADC)、数模转换器(DAC)和高精度基准电压源、比较器。所有功能都是为在任何工作模式下最大化能效而设计,例如,在两次采样捕获间隔时关闭转换器。

STM32L4+系列产品还有高温版,最高工作温度达到125°C,可用于散热性能不好的密闭空间。

STM32L4+系列的生态系统让开发者能够以最佳成本效益的方式开发创意,释放新系列微控制器的全部潜力。生态系统包括价格亲民的灵活多变的144引脚 STM32L4+ Nucleo开发板(NUCLEO-L4R5ZI),这款板子有 Arduino™ Uno V3和ST morpho扩展接口,无探针调试。

STM32L4+探索套件(STM32L4R9I-DISCO) 的功能更丰富,用户在这块板子上可以开发并共享应用,板载24 bpp圆形LCD显示器(1.2英寸,390x390像素)、16-MbitPSRAM和512-Mbit 8线SPI闪存接口、MEMS麦克风和音频编解码器,在各种应用中提高音频性能。Arduino、Pmod™和STMod+接口为用户提供更多的扩展连接选择。

STM32L4+评估套件(STM32L4R9I-EVAL)是一整套演示开发平台,用于评估微控制器的全部外设和创建应用。

相关的嵌入式软件和开发工具基于意法半导体的经济且好用的STM32Cube平台,其中包括STM32CubeMX初始化代码生成器和有功耗计算功能的配置器、内容丰富的STM32CubeL4软件包。

产品详情访问 www.st.com/stm32l4-plus

围观 4
333

• 新的充电控制器支持最新的更快的智能手机和平板电脑充电标准(Qi Extended Power)
• 设备存在检测和充电安全专利技术,以及同级最好的待机功耗,让设备具有最出色的用户体验和充电效率

意法半导体(简称ST)开启移动设备无线充电时代,推出世界首个支持业内最新的更快的移动设备充电标准的无线充电控制器芯片。

今天,手机和平板的使用强度很大,每天都需要多次充电。有了无线充电技术,用户外出无需随身携带充电器或体积庞大的充电宝,而且充电速度和传统有线充电一样快。主要的移动设备厂商纷纷开始支持无线充电技术,加入了无线充电行业联盟,并推出了无线充电手机。

经常外出的用户需要他们的设备随时恢复到充足电量,有了无线充电技术,他们就可以在休息或会议期间,把移动设备放下充几分钟电。为实现这个功能,广泛采用的Qi标准的管理者无线充电联盟(WPC)推出了充电更快的Extended Power Profile标准。通过将最大充电功率从5W提高到15W,这个新的Profile将移动设备充电速度提升两倍。

作为市场首批支持 Qi Extended Power标准的无线充电控制器芯片,意法半导体的STWBC-EP具有同级最高的能效,待机功耗仅16mW,能够把80%的输入功率无线传递到受电设备。这款芯片还采用意法半导体的独有技术,给用户更好使用体验。这些独有技术包括可以提升主动存在检测性能的意法半导体专利技术,当一个兼容设备放在充电区时,这项技术可以快速唤醒系统。此项专利技术还能提升异物检测(FOD)性能,当含有金属的物体距充电器过近时,这项检测功能可以自动切断电源,防止过热现象发生。其它独有创新技术可提高功率控制精度和能量传递效率,最大化充电能效和易用性。

意法半导体工业和功率转换产品部总经理Domenico Arrigo表示:“意法半导体的先进无线充电芯片让设备厂商能够研制功能和能效俱佳的大功率新产品。支持Qi Extended Power标准可以大幅缩短充电时间,我们的存在检测专利技术和安全创新功能大大提升充电安全性和易用性。”

STWBC-EP的高集成度可简化无线充电器设计,同时具有灵活可变的工作电压,使其能够兼容5V USB至12V的输入电压。

为帮助终端产品开发人员加快新产品上市时间,意法半导体开发出一个相关的参考设计以及一个 Qi 15W发射板和开发入门文档。此外,意法半导体还提供一个15W接收器芯片(STWLC33),用于高速充电受电设备,开发者可用这颗芯片完成整套无线充电设计。

意法半导体将在11月16-17日旧金山Qi无线电力开发者大会暨展览会上展出新无线充电芯片。

STWBC-EP即日上市,采用32引脚QFN (5mm x 5mm)封装。详情访问 www.st.com/wbc

技术说明:

STWBC-EP包含一个DC/DC升压转换器和控制器以及Qi充电算法固件,开发者无需在设计中集成软件和安装一个附加微控制器。转换器和控制器协同产生输出功率和控制信号,传送到外部半桥功率级,用于驱动充电发射电路天线。该架构让设计人员能够灵活地优化外部半桥及相关栅极驱动器,支持5V-12V的电源电压,确保兼容USB快充。

评估套件STEVAL-ISB044V1包括一个15W Qi MP-A10参考设计、12V 2A AC/DC适配器、USB/UART转接口(用于连接PC机和USB数据线),以及预装固件。除配套文档外,套件还包含一个PC机图形用户界面配置工具,用于帮助客户修改设置。

围观 5
241

• Arm平台安全架构(PSA)采用高性价比、领先技术全面提升物联网市场的安全技术支持

• 基于STM32H7系列开发的Arm® Cortex®-M7微控制器整合PSA概念和先进的安全功能服务

意法半导体(STMicroelectronics,简称ST;纽约证券交易所代码:STM),今天发布了平台安全架构(PSA)。 PSA是实现同级最佳的普适网络安全的关键技术。意法半导体的STM32H7高性能微控制器采用与PSA框架相同的安全概念,并将这些概念与STM32产品家族的强化安全功能和服务完美融合。

个人用户和组织机构越来越依赖通过互联电子产品管理时间,监测健康状况,处理社交活动,享受或提供服务,提高工作效率。防止与未经授权的设备与互动,对于保护设备身份、个人信息、实体资产和知识产权极其重要。随着物联网的规模和普及率提高,公民安全和国家安全均受到威胁。设备厂商为打击黑客层出不穷的入侵手段而必须不断地创新安保系统,PSA让他们能够以适当的成本在资源有限的小设备上实现最尖端的安全机制。

意法半导体微控制器产品部总经理 Michel Buffa表示:“确保物联网成功,首要解决安全问题。从个人消费者到企业和政府机关,赢得终端所有用户的信任对物联网的广泛采用至关重要。Arm的PSA平台让设备识别和软件空中下载更新(OTA)等自主物联网设备的核心安全功能更经济,扩展性更强。我们已经将其集成到包括STM32H7高性能系列在内的STM32微控制器家族,与现有的安全功能协同工作。”

意法半导体的STM32H7 MCU集成硬件随机数生成器(TRNG)和先进密码加密处理器等硬件安全功能,可简化嵌入式应用和全球物联网系统的安全设计,防范网络监听、欺骗或中间人干预等网络攻击。此外, 安全固件装载功能有助于OEM厂商确保产品编程安全可靠,即便在代加工厂或程序开发公司等非内部生产环境中,仍能将固件安全地装入产品设备。为实现安全装载功能,已预装在微控制器内的安全密钥和软件服务准许OEM厂商将已加密的固件交给代工厂,消除了用代码拦截、复制或篡改固件的可能性,这可以实现向设备写入代码并验证设备的功能,建立设备连接终端用户网络完成远程空中更新(OTA)所需的可信根机制,以便在设备生命周期内下载安装安全补丁或升级软件。

Arm副总裁兼物联网IP业务群总经理 Paul Williamson表示:“通过推出PSA平台安全架构——保证未来数万亿物联网设备安全的通用工业框架,Arm正在与生态系统一道彻底改变安全技术的经济性。ST在STM32H7 Cortex-M 微控制器中嵌入硬件安全模块和固件装载服务,利用 Arm的 PSA概念在通信网关、物联网设备等应用领域推动安全技术创新。”

另注:

作为支持PSA的STM32H7系列中的一款产品,STM32H753 MCU基于Arm的性能最高的嵌入式处理器内核(Cortex-M7),以400MHz运行频率执行嵌入式闪存代码时,处理性能创下业内新纪录,测试成绩取得2020 CoreMark/856 DMIPS。为进一步提升微控制器的性能,意法半导体还在芯片上实现了其它创新技术功能,其中包括用于提升图形用户界面处理速度和效率的Chrom-ART Accelerator™ 、实现高速图像处理的硬件JPEG编解码器、高效的直接存储访问 (DMA)控制器、最大容量2MB的读写同步的片上双区闪存和让微控制器能够全速访问片外存储器的L1高速缓存。多电源域让开发人员能够最大限度的降低应用功耗,同时数量充足的I/O端口、通信接口、音频和模拟外设可满足娱乐、远程监视和控制等应用需求。

STM32H753即日起量产。更多STM32H753信息,请访问 http://www.st.com/STM32H753

围观 9
825

意法半导体的STSPIN32F0A可编程电机控制器在一个7mm x 7mm紧凑封装内整合全集成化栅驱动器(用于驱动三个外部MOSFET半桥)、STM32F0微控制器(MCU)以及3.3V DC/DC开关式转换器和12V LDO低压差稳压器,让设计人员可以根据不同的情况灵活地开发电机控制系统。内置32KB闪存的48MHz微控制器能够运行电机控制算法,例如,6步无传感器矢量控制或位置检测控制算法以及用户应用软件。

意法半导体(ST)推出内置32位MCU的电机驱动器

STSPIN32F0A拥有6.7V到45V的宽工作电压,在移动机器人、云台或无人机内,电源可使用小至仅一对 LiPo锂电池。新电机控制器还是电动工具、空气净化器和小冰箱等便携电器以及服务器散热风扇和3D打印机的理想选择。

开发人员可利用16个可编程I/O引脚和微控制器外设处理电机back-EMF[1]或位置传感器/霍尔传感器反馈数据,无需CPU介入,即便转子接近静止时,仍能保持控制精度。这些引脚外设包括一个12位9通道ADC转换器和三个运放。此外,运放还可以处理其它任务,例如,通过旁路电阻检测电流。

其它的MCU资源还包括五个通用定时器和I2C、UART和SPI接口。用户还可以使用boot loader程序,根据实际情况灵活地选用固件空中升级或更新。

栅驱动IC的输出电流达到每路600mA,为设计人员提供了更广的MOSFET管选择范围,能够控制各种额定功率值的电机。内部自举二极管保证启动的可靠性,内置保护功能包括实时可编程过流保护 、交叉导通/击穿保护、欠压锁保护(UVLO)和过热保护。

STSPIN32F0A还集成了3.3V DC/DC转换器和12V LDO低压差稳压器,分别用于给微控制器和栅驱动电路供电,从而进一步简化了系统设计和物料清单。

这款MCU驱动的电机控制器受益于意法半导体强大的STM32开发生态系统,其中包括STM32Cube软件包、STM32 Nucleo硬件开发板和STM32合作伙伴计划内的经过验证的第三方资源。

STSPIN32F0A即日上市,采用7mm x 7mm QFN封装。

产品详情访问 www.st.com/stspin

[1] 反电动势

围观 6
567

• 新处理器整合意法半导体的汽车和安全技术,满足严苛的安全性、可靠性及质量标准
• 市场首款集成专用隔离型硬件安全模块(HSM)的汽车微处理器,具有先进的片上安全功能

意法半导体(STMicroelectronics,简称ST;纽约证券交易所代码:STM)凭借其最新的内置专用安全模块的汽车处理器,领跑互联网汽车信息安全保护市场。

在路上行驶的互联网汽车已达到数百万辆,工业分析机构预测,到2020年,互联网汽车总量将超过2.5亿[1]。车载信息服务控制器、Wi-Fi热点终端、Bluetooth® 设备支持的汽车互联网服务和车载诊断(OBD)接口控制器等后装市场装备可以提高汽车的安全性、驾乘人员办事效率、社交娱乐功能。可另一方面,这种联网功能也为黑客提供了一个货真价实的攻击面。

汽车企业正在快速寻找应对的安全措施,以支持内容流、基于位置的援助、智能紧急救援、车载电控单元(ECU)软件空中更新等互联网服务在高价值市场上的发展,同时防止黑客利用这些联网功能达到自己目的。安全专家建议车企采用各种安全技术,例如,在联网设备上建立信任机制、保护所有连接点的安全,从电路到软件,在车辆上构筑多道安全防线。

通过整合其经过全球金融政务应用领域检验的安全芯片技术专长与符合重要的汽车工业安全和质量标准的半导体产品,意法半导体正在帮助汽车行业解决这些挑战和难题。新的Telemaco3P车载信息网络处理器(STA1385及其衍生产品)是市场首款集成功能强大的隔离型专用硬件安全模块(HSM)的汽车微处理器,就像一个独立的安全卫士,能够守护数据交换,执行信息加密验证功能。HSM模块负责验证汽车收到的信息真实性以及试图连接汽车的外部设备的真伪,防止网络窃听。

凭借片上集成的HSM模块,Telemaco3P处理器领先目前互联网汽车系统上常见的通用应用处理器,因为这些通用处理器缺少专用硬件实现的安全功能。意法半导体的新产品的可靠性和稳健性极高,最高额定工作温度达到105°C,适用于环境温度可能极高的安装位置,例如,在智能天线里可直接安装在车顶上面或下面。

意法半导体汽车和分立器件产品部信息娱乐事业部总监Antonio Radaelli表示:“互联网汽车需要强大的网络攻击防御功能,我们的新产品Telemaco3P处理器整合了意法半导体的经过市场检验的硬件安全技术和我们在汽车工业标准和需求方面积累的知识,为安全和有趣的互联网汽车的发展奠定了坚实的基础。”

新汽车处理器是意法半导体综合产品战略的一部分,该战略是提供内置安全功能的产品,包括独立安全单元(ST33)和嵌入式闪存微控制器(SPC5)。

意法半导体从即日起向主要合作伙伴提供STA1385工程样片,计划2018年中期开始量产。

技术说明:

除实现对称和非对称密码算法等先进的安全技术外,HSM模块还运行软件安全算法,这样可以减轻高性能主CPU的负荷,使其能够更自由地处理更复杂的应用。

片上集成的CAN FD(可变数据速率控制器局域网络)、千兆以太网和100Mbit/s安全数字I/O (SDIO)接口,让Telemaco3P系列产品可用作车辆通信网关,用于连接信息娱乐系统或与CAN总线相连电控单元(ECU),例如,车门控制器、发动机或变速器管理系统或车身电子控制模块。新处理器还集成基本的电源管理电路,这有助于简化设计,缩小应用尺寸,节省物料成本。

STA1385符合ISO 26261汽车功能性安全标准,达到完整性等级标准 B (ASIL-B)的要求,并符合AUTOSAR的CAN总线通信保护规范。Telemaco3P处理器支持POSIX兼容操作系统,让用户能够按照各种目标用例的要求灵活选择最佳的操作系统。

[1] http://www.gartner.com/newsroom/id/2970017

围观 13
579

页面

订阅 RSS - 意法半导体(ST)