STMicroelectronics Dual-Core-MCUs mit Cortex-M7 und –M4

Neue STM32H7-Mikrocontroller von STMicroelectronics kombinieren Dual-Core-Performance mit reichhaltiger Feature-Ausstattung.
Neue STM32H7-Mikrocontroller von STMicroelectronics kombinieren Dual-Core-Performance mit reichhaltiger Feature-Ausstattung.

Die STM32H7-MCUs von STMicroelectronics sind laut Unternehmensangabe die leistungsfähigsten Universal-MCUs auf Basis von zwei Cortex-M-Cores, die sich nicht nur durch hohe Performance, sondern auch durch Stromspar-Eigenschaften und einem verbesserten Schutz vor Cyber-Bedrohungen auszeichnen.

Grundlage der neuen STM32H7-Bausteine von STMicroelectronics ist eine 480-MHz-Version des Cortex-M7. Ergänzend kommt ein mit 240 MHz getakteter Cortex-M4-Core hinzu. Dank der intelligenten Architektur, des effizienten L1-Cache und des adaptiven, echtzeitfähigen ART Accelerator von ST setzen die MCUs mit 1.327 DMIPS und 3.224 CoreMark neue Geschwindigkeitsrekorde bei Verarbeitung aus dem eingebetteten Flash-Speicher. Der Chrom-ART Accelerator von ST verleiht der Grafik-Performance zusätzlichen Schub, und zur Maximierung der Energieeffizienz hat jeder Core seinen eigenen Stromversorgungs-Bereich und kann somit bei Nichtgebrauch deaktiviert werden.

Durch einen flexiblen Einsatz beider Kerne können Entwickler bestehende Anwendungen auf einfache Weise aufwerten. Zum Beispiel besteht die Möglichkeit, eine Applikation wie etwa eine Motorsteuerung, die zuvor auf einem Mikrocontroller mit nur einem Cortex-M4-Kern implementiert wurde, jetzt durch eine ausgefeilte Benutzeroberfläche zu ergänzen, indem der bestehende Code auf den Cortex-M4 des STM32H7 migriert und die neue GUI auf dem Cortex-M7 implementiert wird. Eine weitere Möglichkeit ist die Steigerung der Applikations-Performance durch Auslagern verarbeitungsintensiver Aufgaben wie neuronale Netze, Prüfsummen, DSP-Filter oder Audio-Codecs.

Die Dual-Core-Architektur trägt außerdem zur Vereinfachung der Codeentwicklung und zur Verkürzung der Markteinführungszeit in Projekten bei, in denen der Code für die Benutzeroberfläche losgelöst von den Echtzeitsteuerungs- oder Kommunikations-Features entwickelt werden kann.

Die STM32H7-MCUs verfügen über vorinstallierte Schlüssel und native sichere Dienste wie etwa Secure Firmware Install (SFI). SFI gibt Kunden die Möglichkeit, an beliebigen Orten der Welt Standardprodukte zu bestellen und die verschlüsselte Firmware an ein externes Programmierunternehmen senden zu lassen, ohne dass der nicht chiffrierte Code hierfür offengelegt werden muss. Darüber hinaus bietet die eingebaute Unterstützung für Secure Boot und Secure Firmware Update (SB-SFU) Schutz für Feature-Upgrades und Patches, die nach dem OTA-Verfahren (Over the Air) durchgeführt werden.

Im Vergleich zu Prozessoren ohne Flash-Speicher kommen die STM32H7-MCUs auf eine hohe Performance. Dabei ergibt sich der zusätzliche Vorteil, dass bis zu 2 MByte Flash-Speicher und 1 MByte RAM auf dem Chip zur Verfügung stehen, um besser mit Platzbeschränkungen umgehen und das Design intelligenter Objekte in Industrie-, Consumer- und Medizin-Anwendungen mit der Forderung nach Echtzeit-Performance oder KI-Verarbeitung vereinfachen zu können. Der Level-1-Cache und die parallelen und seriellen Speicherschnittstellen des Cortex-M7 ermöglichen zudem den unbeschränkten und schnellen Zugriff auf externe Speicher.

Als weitere Features kommen die ECC-Funktionalität (Error Code Correction) für den gesamten Flash- und RAM-Speicher zur Verbesserung der Funktionssicherheit, mehrere fortschrittliche 16-Bit-ADCs (A/D-Wandler), ein Umgebungstemperaturbereich bis zu 125 °C für den Einsatz in rauen Umgebungen, ein Ethernet-Controller und mehrere FD-CAN-Controller für die Verwendung als Kommunikations-Gateways hinzu. Nicht zuletzt steht der neueste hochauflösende Timer von TI zur Generierung präziser Kurvenverläufe zur Verfügung.

ST hat bereits das STM32Cube-Entwicklungssystem durch STM32CubeH7-Firmwaremodule mit Applikations-Quellcode erweitert, darunter auch grafische Lösungen auf der Basis von TouchGFX und der Grafik-Stack-Bibliothek STemWin. Darüber hinaus gibt es neue Evaluation-, Discovery- und Nucleo-Boards. Entwickler können sich sämtliche standardmäßigen Elemente der STM32Cube-Entwicklungsumgebung zunutze machen. Beispiele sind das Motorsteuerungs-Toolkit ST-MC-SUITE, das Machine-Learning-Toolkit STM32Cube.AI, STM32CubeMX, STM32CubeProgrammer und zertifizierte Partnerlösungen für die STM32-Welt.

Die Dual-Core-Mikrocontroller der Reihe STM32H7, von denen Muster sofort verfügbar sind, gehen jetzt in die Produktion. Die große Auswahl an Gehäusen umfasst auch die Bauform WLCSP. Die vorläufigen Preise beginnen bei 8,19 US-Dollar (ab 10.000 Stück). Zusätzlich gibt es die Single-Core-Mikrocontroller der STM32H7-Reihe einschließlich der Value Line zu vorläufigen Preisen ab 3,39 US-Dollar (ab 10.000 Stück).