堆积门厂家
免费服务热线

Free service

hotline

010-00000000
堆积门厂家
热门搜索:
行业资讯
当前位置:首页 > 行业资讯

MCU典型应用设计STM32F2在工厂自动化中的应用

发布时间:2020-07-21 17:37:49 阅读: 来源:堆积门厂家

工业环境正在对嵌入式控制系统开发人员构成日益严峻的挑战,究其主要原因,当前系统和通信协议栈变得越来越复杂,系统实时性和安全要求越来越严格,同时,这种趋势直接影响到半导体元器件的特性和技术规格。

为克服这些挑战,意法半导体在今年初发布了STM32-F2系列微控制器,以帮助开发人员实现要求苛刻的工业应用。新系列产品诞生于深受市场欢迎的STM32产品家族,拥有更高的性能、更大的存储容量和针对工业应用优化的外设。F2 系列产品在一颗芯片上集成了多种功能,例如,控制/调整功能和复杂的通信协议栈。高集成度的优点是,缩小印刷电路板空间,避免在不同的控制器之间存在易受到电磁兼容性影响的连接电路,优化应用成本。

工业自动化市场的特点是多个通信协议并存,实时应用需要高效的操作系统。因此,软件栈和操作系统成为选择微控制器的首要参数。 STM32微控制器基于受到市场广泛支持的Cortex M3内核,因此,有20多家实时操作系统和通信协议提供商供用户选择。为使STM32微控制器更加完美,意法半导体还增加了一个兼容CMSIS的硬件抽象层和其它固件库,例如,支持永磁同步电机(PMSM)的磁场定向控制 (FOC) 。本文将介绍两个第三方专门为STM32F-2研发的工厂自动化软件: IXXAT开发的支持PTP的IEEE1588协议软件包和PORT开发的Profinet通信协议栈。

STM32-F2针对工厂自动化的改进的性能

与上一代产品STM32-F1相比,STM32-F2在很多方面加以改进,特别是性能更加出色,外设接口更加丰富。STM32-F2采用90nm光刻技术,处理速度达到120MHz,并使运行功耗保持在合理水平(300uA/MHz)。这项光刻技术的另一个好处是集成度更高,有助于降低应用的系统级成本。

为了充分发挥Cortex-M3内核的优异性能,意法半导体重新评估了产品架构。新产品在120MHz下释放150DMIP的强劲性能(Dhrystone 2.1),CoreMark测试成绩取得254高分(2.120 CoreMark/MHz 通过EEMBC 认证), STM32F-2因而进入Cortex-M微控制器的第一阵营,这个成绩归功于自适应实时存储器加速器(ARTTM),采用这项闪存访问管理技术后,应用代码执行不再会受闪存本身固有的等待状态的影响。虽然闪存的速度比内核本身慢三倍,但是,在代码执行过程中不会出现等待状态,即便处理速度达到120MHz时也是零等待状态。因此,新系列产品可大幅缩减设计尺寸,降低功耗和闪存的EMC影响,确保最高的产品性能。

STM32-F2的主要特性如下: 最高1MB的闪存、128kB RAM、6个UART(7.5Mbps)、3个SPI接口 (30Mbps)、支持IEE1588 PTP V2的以太网媒体访问控制器(MAC)、4kB备用RAM、512字节的一次性可编程存储器(OTP)。

总线矩阵

除单纯的内核计算能力外,微控制器设计人员还必须考虑总线设计,在微控制器不同单元之间实现并行访存和数据传输,例如,内核和通信外设需要同时访问不同的存储器。因此,主要总线最终被设计成一个多层AHB总线矩阵,最多支持6个同步数据流。

STM32-F2系列微控制器共有5个总线主控制器:

●有3条内核总线的ARM Cortex-M3内核

●2个DMA控制器

●高速USB主设备控制器

广州隆胸

重庆隆鼻修复

上海磨骨