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用ST产品做方案 这几家公司的经验可鉴

2021/05/21
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时隔一年,STM32峰会在深圳重启,一如往届,除了ST公司的各产品线及规划战略,其合作伙伴也一直是大家关注的焦点,毕竟产品价值是通过这些企业的开发和应用来体现的。

米尔科技的MP1板卡

米尔科技一直致力于ARM的嵌入式板卡方案的开发,ST推出MPU的MP1后,该公司围绕这块芯片开发了板卡。据米尔电子副总经理周麒介绍,MP1是双核D7+M4的一个异构芯片,从Linux处理性能来讲,该公司入门级产品是提供双核高性能的A7处理,最高可以达到800M,目前D系列达到800M,其双核性能比目前市面上看到的单核A8或A7产品性能翻倍。

MP1开创性的增加了M4的结构,多核异构大小核这类通常是手机处理器的配置,在入门级处理器上并不多见。“MP1的特点,既能让Linux在双核A7上保持比较好的性能,同时,能够通过M4提供一个比较好的实时性处理,”周麒说,“因为Linux比较大的缺陷是,它在工业产品上并不是真正的实时系统。之前解决的方式,大部分是需要一个MPU,外扩一个STM32。这种设计在目前很普遍,因为既要保证实时性又要保证Linux系统提供好的通信协议和好的界面。MP1芯片真正响应了市场的需求。我们看到,在很多运动控制,电力上面深受客户欢迎。”

在电力DTU的应用显示出MP1的特性。周麒解释,电力DTU的上一代产品基于ARM的A8加上Cortex M3,或者加STM32,或者插一个小的FPGA,因为DTU要用算法实现电力信息的采集,传统的MPU并不具备实时采集和实时计算的能力。依托M4,MP1把原来需要2-3个芯片能做的事情放到一个MPU上处理,简化了设计,不需要考虑更多的电源谱系和物料,因此不少传统工业行业DTU都开始向MP1迁移。

除了异构满足高性能和实时性,周麒认为MP1的外设资源也很丰富,包括CAN FD和GPU。这非常适用于工业HMI,这一领域传统的HMI是800x480,在UI显示上,工业和消费差别很大,一方面是受限于之前的MPU的GPU的限制,不能提供比较好硬件的解析;另一方面受限于软件,MP1上有比较好的CAN的通信和GPU资源,解决了这个痛点。

作为一款MPU,MP1的开放难度较高,原厂工具的支持就很重要。周麒认为,ST的Open Linux的CubeMX IDE对开发帮助很大。不论是MCU还是其他ARM Linux平台的开发工程师,都很容易上手,从而快速地开发新的MP1应用。

在与ST合作的过程中,米尔科技发挥出自己的核心价值。周麒总结为四点:一是多层高速核心板的设计能力;二是30来位Linux工程师的队伍,以及一个稳定的、易用的BSP包(底层系统);三是稳定的生产和长期供货保证;四是包括定制化在内的解决方案的开发能力。而除了产品上的合作,米尔科技也善于利用包括KOL在内的ST的生态资源,来实现1+1>2的效果。

RT-Thread的ST软件合作

作为致力于物联网操作系统开发的公司,RT-Thread的开源OS目前装机量超过了8亿台,该公司和ST的有着非常紧密的合作,客户中也有很多采用STM32芯片做系统开发。

ST在中国拥有非常庞大的开发者群体,一个稳健的操作系统有助于应对应用碎片化开发。睿赛德科技RT-Thread开发者生态运营总监陈峰表示,系统开发者通常会考虑技术支持和完善的文档等要素,目前就国内(OS)而言,RT-Thread做得最好。“RT-Thread全面支持STM32芯片,从F1、F3、F4到L1、L4、H7、F7,甚至到STM32MP157上都做了很完善的BSP的支持。”陈峰说,“对于做应用的工程师来说拿到手就可以直接做应用开发了, 在源码技术层面来说提供了非常完善的支持。”

很多细节体现了二者合作的深度。如RT-Thread有一款IDE——RT-Thread Studio,全面支持STM32,从芯片到开发板级别的工程开发能够和RT-Thread快速结合,应用工程师和开发者基于STM32+RT-Thread开发,只需要点几下鼠标即可完成工程,剩下的只需要写应用代码即可。RT-Thread的文档中心以及出版书籍或正在出的书籍里几乎都是围绕STM32谈芯片和代码。

湃心OS是RT-Thread面向可穿戴手表推出的OS,相较于Android Wear一两天的续航能力,湃心OS可以做到一两周的续航,他们和ST合作推出了一个DEMO板,而目前采用该操作系统的一些品牌客户已经开始落地大量出货。ST中国区微控制器市场与应用总监曹锦东表示,MCU整个应用生态越来越复杂,从过去的控制到联网到上云,系统设计涉及到底层驱动、操作系统、中间件,再叠加应用层所以ST要在开发维护自己的软件系统CubeMX的同时,与微软Azure OS以及RT-Thread进行全球范围内的软件生态的合作。

星瞳科技用ST MCU作主控开发图像处理摄像头

星瞳科技是一家图像处理摄像头供应商,目前主要产品是OpenMV。据星瞳科技联合创始人徐圆介绍,OpenMV是一款集成了图像处理算法,跑在嵌入式单片机上的智能摄像头,是世界上第一款具有图像处理功能的嵌入式单片机摄像头。该系统采用ST的主控芯片,利用ST MCU F4、H7和F7做图像处理的算法,包括如说颜色识别、扫码识别、形状识别、人脸检测、神经网络等。主要市场是机器人教育、AGV和四旋翼无人机等。

用单片机做摄像头降低了开发难度,“以前大家做图像处理,大多都使用OpenCV在电脑上跑,需要跑系统或者是处理器,会比较困难,开发比较麻烦。”徐圆说,“我们是集成好了图像处理算法,直接在嵌入式MCU上面,并且提供好了所有的例程,用户可以直接调用我们算法进行使用,所以对于用户来说,开发会非常地容易,产品也非常容易集成。”

ST的H7的推出,把MCU的性能提到一个新的高度,给一些复杂应用提供了硬件基础。ST产品经理孙龙凯表示,H72x和H73x系列的主频大于500MHz,目前市面上没有几家能有这个等级主频的MCU,H7内置Flash、内置RAM的特性,其他厂商也不具有。内置存储通过总线传输,整个性能没有瓶颈,而有些MCU的主频虽高,但在CPU和存储的交互上存在瓶颈。

中科世为基于MP1开发HMI方案

中科世为是一家嵌入式人机交互界面(HMI)的方案公司,主要面向家电、智能家居、汽车之类的显示应用。目前,该公司方案主要基于STM32尤其是STM32G030 和STM32U575。据中科世为创始人钟广沛介绍,该公司是国内少有的一家具备Windows下开发Linux App能力的公司,有自己的IDE工具和图形工具,包括GUI引擎和调试工具,可以帮客户开发GUI。去年,中科世为已经在开始用MP1上做开发,在图形处理部分,中科世为的GUI可以和MP1形成互补,前者偏向于安卓效果。

目前,家电HMI应用是一个趋势,但尚未形成一个规模市场。钟广沛认为,家电搭载HMI功能的时间点已经提前了,其中两个市场正在发生变化。一是饮水机。目前彩屏应用一个月可以超过十万台;另外一个是厨房料理机,可以帮助家庭更快速的做菜——以前大家做菜拿手机App查菜谱,应用比较繁琐。现在基于Linux,可以在屏幕上直接导入菜谱,同时屏幕上会具备称重和搅拌的操控界面功能。

这种应用场景,需要系统具备图形处理的能力,这正是MP1的强项。据ST产品经理Eric Huang介绍,中科世为是ST的Alpha customer,是最新发布的STM32U5的客户。他强调,利用ST的TouchGFX可实现从STM32G0到U5的平滑过渡,上层的技术可以直接跨度到U5上,即HAL层那边修改一下即可,另外,利用CubeMx的话,开发者可以忽略底层驱动,实现设计迁移无缝连接。

针对不同市场的特性,HMI市场导入的进度也有所不同。钟广沛认为,虽然消费类出货量最大,但也各有差异,例如冰箱大屏不会很快普及,因为成本太高,冰箱、洗衣机小屏等替代传统的低成本代码屏更容易实现。中科世为基于ST产品的方案重点面向刚需市场,如2000元左右的手持吸尘器、温控器空气净化器等。

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米尔电子,是一家专注于嵌入式处理器模组设计、研发、生产和销售于一体的国家级高新技术企业,也被评为专精特新企业。米尔电子深耕嵌入式领域10多年,致力于为企业级客户提供基于ARM、FPGA、RISC-V和AI等各种架构,稳定可靠的处理器模组,满足客户大批量产品应用部署的需求,同时为客户提供产品定制设计、行业应用解决方案和OEM的一站式服务。

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