STM32F446 = Cortex-M4 @180MHz + interfejs kamery + rozszerzona komunikacja +….

Tab. 1. Zestawienie podstawowych cech i wyposażenia mikrokontrolerów STM32F446

Typ Flash [kB] SRAM [kB] Liczba GPIO Przetwornik A/C Przetworniki C/A FMC Interfejsy komunikacyjne
STM32F446MC 256 128 50 16×12-bit 2×12-bit 1 x SDIO;2 x CAN;2 x SAI;4 x I2C;4 x SPI;4 x UART;4 x USART
STM32F446ME 512 128 50 16×12-bit 2×12-bit 1 x SDIO;2 x CAN;2 x SAI;4 x I2C;4 x SPI;4 x UART;4 x USART
STM32F446RC 256 128 63 16×12-bit 2×12-bit 1 x SAI;1 x SDIO;2 x CAN;4 x I2C;4 x SPI;4 x UART;4 x USART
STM32F446RE 512 128 63 16×12-bit 2×12-bit 1 x SDIO;2 x CAN;2 x SAI;4 x I2C;4 x SPI;4 x UART;4 x USART
STM32F446VC 256 128 81 16×12-bit 2×12-bit 1 1 x SDIO;2 x CAN;2 x SAI;4 x I2C;4 x SPI;4 x UART;4 x USART
STM32F446VE 512 128 81 16×12-bit 2×12-bit 1 1 x SDIO;2 x CAN;2 x SAI;4 x I2C;4 x SPI;4 x UART;4 x USART
STM32F446ZC 256 128 114 24×12-bit 2×12-bit 1 1 x SDIO;2 x CAN;2 x SAI;4 x I2C;4 x SPI;4 x UART;4 x USART
STM32F446ZE 512 128 114 24×12-bit 2×12-bit 1 1 x SDIO;2 x CAN;2 x SAI

 

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

O autorze