续写STM32传奇，ST首款支持Linux的多核微处理器STM32MP1出手不凡

作者:单祥茹  来源:中国电子商情

发布时间:2019-11-05

意法半导体（ST）作为Cortex-M 32通用市场的领导者，从2007年开始推出第一颗STM32F103芯片至今，经过12年的发展，在业界仅负盛名的STM32产品系列已经被打造成一个MCU的超级平台。ST近日推出的STM32MP1多核微处理器，更将STM32的成功与承诺延续到微处理器领域，同时该产品还是STM32家族中首款支持Linux系统的产品。

灵活架构+Linux，满足多种应用需求
据意法半导体微控制器事业部STM32微处理器产品市场经理Sylvain RAYNAUD介绍，STM32MP1定位于通用微处理器市场，是适合目前所有应用开发者的产品。之前使用MCU的客户，可以通过STM32MP1学习升级使用微处理应用；而之前使用微处理器+MCU应用的客户，STM32MP1一颗单芯片就可以实现全部功能；对于之前使用MPU的客户，也可以借助STM32MP1实现微处理应用。可以说，STM32MP1是一款支持多种潜在应用场景的多核微处理器，包括工业应用、消费电子、医疗保健、智能家居等。

图1  意法半导体微控制器事业部STM32微处理器产品市场经理Sylvain RAYNAUD介绍全新的STM32MP1产品

STM32MP1系列微处理器集成了两颗主频650MHz的Arm Cortex-A7应用处理器内核和一颗运行频率209MHz的高性能Arm Cortex-M4微控制器内核。为防止MPU系统出现性能瓶颈和带宽问题，STM32MP1还支持经济实惠的DDR SDRAM存储器，包括DDR3、DDR3L、LPDDR2、533MHz的32/16位LPDDR3。此外，STM32MP1还支持各种闪存产品，如eMMC、SD卡、SLC NAND、SPI NAND和Quad-SPI NOR闪存。

内置的3D图形处理单元（GPU）可实现基于OpenGL ES2.0接口的高级HMI开发以及Linux和各种应用程序框架（包括Android Qt）的本机支持。STM32MP1支持60fps、高达WXGA的 24位并行RGB显示器接口和运行频率1Gbps的有2个数据通道的MIPI DSI接口。STM32MP1中的这款3D图形处理器有助于工业控制面板等设备提升用户使用体验。

STM32MP1还是一个具有极高集成度的SoC产品，借用STM32 MCU先进的IP模块，在单芯片上配备了37个通信接口，例如，3个 USB2.0（包括2个高速）、1个千兆以太网GMAC、2个CAN FD接口，以及多个标准I²C、UART和SPI接口；此外，还配备了一系列模拟外设，包括2个16位 ADC、2个12位DAC和片上LDO稳压器。STM32MP1还支持29个定时器和3个看门狗。根据封装不同，最多支持176个GPIO引脚。

图2  STM32MP1的灵活架构满足多种应用需求

为满足多种应用需求，STM32MP1提供了量身定做的不同封装。现在，STM32MP1共有三条产品线：157、153、151。其中，151配备了arm Cortex-A7和arm Cortex M4内核；153在151的基础上增加了CAN FD和双核arm Cortex A7；157是目前STM32MP1产品系列中性能最高的产品，Sylvain RAYNAUD表示，157的最大不同是增加了3D GPU和MIPI显示，同时包括两个arm Cortex-A7内核和一个armCortex-M4，以及3D GPU、DSI、CAN FD。

图3  STM32MP1目前有24个型号供选择

为了让客户相信代码是完全可信的并安心使用，STM32MP1嵌入了硬件安全加密功能，包括TrustZone、加密算法、哈希、安全启动、防篡改引脚和实时时钟。

STM32MP1灵活架构的优势还体现在可实现能效最佳化上面。据Sylvain RAYNAUD介绍，STM32MP1在全速运行模式时Cortex-A7达到650MB，2470 DMIPS，同时双核Cortex-A7 + 3D GPU是打开的。Cortex-M4最高跑分达到209，MIPS部分可以达到260 MIPS，将整体能效发挥到极致，非常适合电机控制等应用。面向低功耗应用，STM32MP1中的Cortex-A7大部分时间处于待机模式，只有Cortex-M4在运行，功耗仅为正常模式的1/4。在实际应用中，STM32MP1有全功率、分批功耗优化和待机等多种工作模式，从待机模式回到全速运行模式，只需1秒的唤醒时间即可回到Linux界面，3秒回到3D图形应用界面。Sylvain RAYNAUD表示，这个数值是业界迄今最短的唤醒时间。

配套专用PMIC，实现功耗和成本最优
STM32MP1相对以前的STM32产品来说属于比较复杂的系统。为此，ST专为该芯片组开发了一个配套电源管理芯片¬——STPMIC1。STPMIC1是STM32MP1的专用电源管理IC（PMIC），集成了四个DC / DC降压转换器、六个LDO稳压器、一个DC / DC升压转换器，以及USB VBUS和通用功率开关，极大地节省系统的空间和BOM成本。STPMIC1除了为STM32MP1提供电源，显示器、存储器及USB等更多的外设均可以使用STPMIC1进行供电。Sylvain RAYNAUD表示此举有三个优点：一是优化客户系统功耗；二是节省成本；三是让系统设计更加精简。因不再需要一些外部的分立器件来配合电源系统工作，可以实现更小的PCB设计。

依托STM32强大生态系统，简化Linux应用开发
依托STM32成熟的生态系统，这一次ST提供了让客户加快成功应用的STM32MP1设计开发工具。该工具开发分为软件、硬件、客户支持三部分。在软件部分，ST提供了STM32的Cube、CubeMX、CubeProgrammer，这三部分供客户做硬件配置，同时生成一个初始化代码，Cube Programmer支持客户安全程序烧录。在硬件部分，STM32MP1提供探索板和评估板两种板卡供选用，既有简单的STM32MP57A-DK1和STM32MP57C-DK2，也有带LCD屏和Wifi、蓝牙通信的全功能评估板。在全功能板卡上，STM32MP1的所有功能外设都可以做功能评估，客户可以直接使用这块板卡进行软件开发。在客户支持部分，ST拥有遍布全球人数众多的FAE，同时还通过ST社区实现在线支持。

在STM32MP1的设计套件中，arm Cortex-A7部分有OpenSTLinux开发包，保证系统软件的稳定性。Arm Cortex-M4可重复使用以前的STM32Cube应用，STM32MP1可以为客户提供一个完整的嵌入式软件发行版。Sylvain RAYNAUD表示：“整套STM32MP1软件套件可以简化客户的开发流程，很重要的一点是，STM32MP1的Linux平台全面兼容主流的OpenLinux开发包。目前STM32MP1驱动程序已被Linux社区采用和认可。STM32MP1现在支持Linux4.19LTS，并会长期支持这种软件的发行版。”

STM32MP1诞生后记：STM32遇见Linux擦出亮丽的火花
STM32作为通用MCU，在市场上的应用不仅是消费类，更多的是工业控制和通信领域。这类客户在认可ST品质的同时，也感受到ST长期支持的信心。Sylvain RAYNAUD举个一个例子，2007年量产的F1面世已经接近12年，公司在每一年年初都会去做产品更新以保证长期供货，每一次更新都是十年，这种长生命周期的支持对客户来说非常重要，尤其是对工业控制通信类的客户。正因为如此，有越来越多的客户相信ST，选择STM32。STM32MP1的推出，一方面是ST将STM32 扩展至多核微处理器领域，另一方面也是兑现公司生命周期续期的承诺。

最后，Sylvain RAYNAUD表示，STM32MP1是ST第一颗MPU产品，未来在拓展产品线时，将在两个方向上并行走，即性价比更高和功耗更优。