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STM32F7有别于其它相同内核MCU的几个特征

对于微处理界第一颗基于ARMreg;Cortexreg;-M7内核的高性能微控制器STM32F7系列,相信很多人对它都不陌生了。比如STM32F7系列微控制…

关于微处理界第一颗根据ARM®Cortex®-M7内核的高功用微操控器STM32F7“>STM32F7系列,信任很多人对它都不陌生了。比方STM32F7系列微操控器选用90nm工艺,作业频率高达216MHz,选用6级超标量流水线和浮点单元,测验分数高达1000 CoreMarks,功用进步的一起坚持高能效,与STM32F4系列管脚高度兼容等等。

一般来讲,根据ARM®Cortex®-M7内核的微操控器大多具有类似的处理器装备选项。一般包含:
-一个64位AXI体系总线接口
-一个指令和数据高速缓存
-64位指令紧耦合存储器(ITCM)
-双32位数据紧耦合存储器(DTCM)

不过,本文仅仅从运用开发的层面介绍STM32F7系列有别于其它运用Cortex-M7内核的MCU的几个特征
首要,第一个重要特征在于STM32F7器材一起具有ITCM接口和AXI接口连接到片内闪存,如图1所示。

图1:根据ARMCortex-M7内核的体系级芯片的框图

ITCM和AXI双接口的存在使得履行代码时具有更大的灵活性。此外,STM32F7还有一个称为自适应实时加快器(ARTAccelerator™)的内置闪存加快器,然后完成闪存零等候履行。运用TCM接口和ART加快器能能完成与带缓存AXI接口类似的功用。一起用户代码也不会有高速缓存失效或高速缓存保护操作的费事。

运用ART Accelerator加快引擎和高达16kB的L1缓存,STM32F7MCU可完成ARM Cortex-M7的最佳功用。不管是从片内闪存仍是外部存储器履行代码,在216MHz下均可到达1082 CoreMark/462 DMIPS。

第二个严重特征在于内部SRAM散布在不同的模块中,以下降动态功耗,并答应从各个总线主机一起拜访不同的SRAM模块,以优化带宽和推迟。
此架构的一个典型运用实例便是人机界面,在人机界面中,音频和图形数据与体系RAM之间的传输有必要一起进行。

第三个便是它的高档浮点单元。STM32F7系列器材具有一个高功用的单或双精度浮点单元(FPU),支撑一切ARM单或双数据处理指令和数据类型。FPU在需求浮点数学精度的许多运用中供给了优势,包含环路操控、音频处理、音频解码和数字滤波等。
它还有个额定优势,那便是将某些功用的履行或处理能够从CPU分流到FPU,使CPU用于其他使命。它支撑双精度,因而更易于运用双精度浮点指令的根据PC的数学软件。

第四,STM32F7 MCU最具特征的规划之一是它们的智能体系架构,它运用两个子体系,如图2所示:


图2:STM32F7微操控器的总线矩阵

AXI-to-multi-AHB桥将AXI4协议转换成AHB-Lite协议
multi-AHB总线矩阵办理主机之间的拜访裁定
该裁定运用循环调度算法保证主机对从机的拜访,即便多个高速外设一起作业,也能完成一起拜访并高效运转。

最终,不得不提它的L1高速缓存。STM32F7嵌入了指令和数据高速缓存,当从片上或片外存储器读取代码和数据时可补偿刺进等候状况,然后进步功用。当然,假如呈现高速缓存失效和高速缓存行填充,此刻检查高速缓存将无法保证数据确实定性。

这便是为什么要强烈引荐运用TCM存储器来履行要害代码、存储要害数据的原因。这在有必要保证安全操作的运用中(如家电和电机)一般都很有用。

因为高速缓存不只能够由CPU拜访,也能够经过其他主机进行拜访(包含直接存储器拜访(DMA)操控器),因而需求软件保护操作。拜访物理存储器时,这些主机可能会读出过期的数据,而更新的数据在CPU高速缓存中已可用。

为了避免这个问题,开发者编写用户代码时应该采纳以下办法:
A.当除CPU以外的主机将履行对高速缓存的拜访之前,引荐进行高速缓存清零。这是为了保证CPU的最新的更新数据被写回到物理存储器。
B.当除CPU以外的主机对高速缓存数据进行了更新后,在对高速缓存进行读操作之前,CPU应该使高速缓存失效。这是为了保证从物理存储器的直接读取。
C.有时也需考虑无高速缓存操作。当高速缓冲存频频被其他主机拜访时,能够经过CPU装备不行缓存特点避免数据的不一致性。

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