Tab. 1. Zestawienie podstawowych cech i wyposażenia mikrokontrolerów STM32F446

Poza klasycznym wyposażeniem komunikacyjnym, znanym z wcześniejszych modeli STM32, nowe mikrokontrolery zostały przez producenta doposażone w mniej popularne interfejsy szeregowe:

• HDMI-CEC (Consumer Electronic Control) v 1.4 – jest to 1-przewodowy interfejs szeregowy (rysunek 4), służący do przewodowej, lokalnej komunikacji urządzeń AV. Na przykład dzięki interfejsowi HDMI-CEC połączone ze sobą urządzenia mogą być sterowane za pomocą jednego pilota bez konieczności ich konfigurowania. Za pośrednictwem złącza HDMI można sterować maksymalnie 10 podłączonymi urządzeniami, w tym wyświetlaczem. Wiele firm nadaje własne nazwy temu interfejsowi: Philips określa go mianem EasyLink, firma Samsung – Anynet+, Toshiba – CE Link, Panasonic – EZSync, Sony – Bravia Theater Sync itd.

Rys. 4. Schemat interfejsu HDMI-CEC wbudowanego w mikrokontrolery STM32F446

• dwukanałowy interfejs QSPI (QuadSPI – rysunek 5), który jest zaawansowaną wersją interfejsu SPI, charakteryzująca się możliwością szeregowo-równoległego transferu danych za pomocą 1-/2- lub 4-bitowej magistrali danych, synchronizowanej za pomocą sygnału zegarowego. Za pomocą tego interfejsu mikrokontroler może obsługiwać m.in. pamięci NOR-Flash o pojemności do 256 MB z prędkością 90 MB/s w trybie SDR (taktowanie jednym zboczem) lub 120 MB/s w trybie DDR (taktowanie dwoma zboczami). Wbudowany w prezentowane mikrokontrolery interfejs QSPI umożliwia także jednoczesną obsługę dwóch pamięci Flash.

Rys. 5. Interfejs QSPI umożliwia jednoczesną obsługę kilku pamięci NOR-Flash, zapewniając dostęp do danych z prędkością do 120 MB/s

• 4-kanałowy interfejs SPDIF (IEC-60958, IEC-61937) zintegrowany z dekoderem odbieranych danych, automatyczną detekcją prędkości transmisji (częstotliwości próbkowania sygnału audio) i możliwością obsługi sygnałów Dolby lub DTS w konfiguracji do 5.1 włącznie. Schemat blokowy tego interfejsu pokazano na rysunku 6.

Rys. 6. Schemat blokowy 4-kanałowego interfejsu SPDIF w mikrokontrolerach STM32F446

Modyfikacji w mikrokontrolerach STM32F446 uległy także niektóre cechy interfejsów i bloków peryferyjnych znanych z wcześniejszych rozwiązań:

• w interfejsach USB wydzielono linię zasilającą, która ułatwia budowanie energooszczędnych interfejsów z zewnętrznym interfejsem PHY, zaimplementowano ponadto obsługę mechanizmu Link Power Mode (implementującego stan pośredni pomiędzy stanem aktywności i uśpienia urządzenia dołączonego do interfejsu),
• 2 kanały interfejsu I2S przystosowano do pracy dupleksowej,
• jeden kanał interfejsu I2C (FMPI2C) obsługuje – poza standardowymi – także tryb pracy FastMode Plus (częstotliwość taktowania do 1 MHz) oraz SMbus (rev. 2.0). W nowej implementacji usunięto także niedoskonałości znan z wcześniejszych wersji tego interfejsu.

Mikrokontrolery STM32F446 – dzięki wysokiej częstotliwości taktowania i rdzeniowi Cortex-M4F – osiągają wydajność do 225 DMIPS/608 Coremark, w czym pomaga buforowany dostęp do pamięci Flash, do czego sprzętowy służy sprzętowy akcelerator o nazwie ART, znany z wcześniejszych modeli mikrokontrolerów STM32.

Warto także wspomnieć o pozostałych elementach wyposażenia prezentowanych układów, które doskonale ilustrują możliwości współczesnych mikrokontrolerów: wszystkie wersje F446 wyposażono w sprzętowe interfejsy kamer CCD (DCMI), wielokanałowe, szybkie przetworniki A/C i C/A o rozdzielczości 12 bitów, standardowym elementem wyposażenie jest także podsystem audio obsługujący protokoły I2S, LSB-/MSB-justified, PCM/DSP, TDM oraz AC’97.Wspominanie o konfigurowalnych timerach, UART-ach, interfejsach CAN i SDIO oraz konfigurowalnych mechanizmach wspomagania oszczędzania energii – ze względu na ich obecność w większości dostępnych na rynku mikrokontrolerów STM32 – nie porywa, ale obecność tych bloków peryferyjnych docenią wszyscy konstruktorzy.

Andrzej Gawryluk