274
全球的 MCU 市场已经形成了几家独大的格局，原有大厂在突破传统老路的过程中不断探寻，“新人”在差异化竞争之路上拼命挣扎。从通用 MCU 2018 年全球排名来看，ST 从 2017 年的第三名提升到 2018 年的第二名。
“今年所有厂商的市场表现都非常强劲，如果想在整个市场份额上有进一步提升很困难。然而，归功于过去 STM32 强劲的产品线以及更广泛的群众客户基础，我们在不停地提升市场份额。” 意法半导体中国区微控制器事业部市场及应用总监曹锦东表示，“对比 2017 年到 2018 年的数据，STM32 MCU 从 2017 的 1.4 个百分点，上涨到 2018 年的 1.6 个百分点，在 MCU 供应量上，ST 增长最大，超过 16%的增长，这是有机的增长。从 STM32 发布以来，ST MCU 的所有增长都是有机增长，所谓有机增长不是通过收购、合并、兼并的方式增长，而是来自于对自己市场的开发，因此我们的生意非常健康的，未来我们还是以这样的方式发展。”
在 MCU 市场，价格大战从未停止，但是除了高性价比，用户一定希望 MCU 厂商做出更多改变。就在前不久，与非网做了一期专题，探讨《除了价格，MCU 还拼什么》，业界的厂商纷纷提到了“创新”一词，然而，创新不仅包括性能的堆叠、价格的下降，还需要更高层次的创新，比如架构的改变，以便适应更高层次的需求，比如 AI 处理。
意法半导体中国区微控制器事业部市场及应用总监曹锦东
STM32 走向双核之路
意法半导体微控制器事业 STM32 高性能产品线高级市场经理 Renaud BOUZEREAU 将 STM32H7 双核 MCU 称为全球最高性能产品，在媒体会上，他表示，“两年前，我们发布了 STM32H7 单核产品，到今天 ST 终于有了一款双核产品。”
STM32H7 双核产品包含两款 ARM 内核，分别是 Cortex-M7 和 Cortex-M4，其中 M7 的主频是 480MHz，M4 的主频是 240NHz。Renaud BOUZEREAU 介绍，“从 SMT32F2 到 STM32H7，单核 STM32H7 基于 Cortex-M7，跑分是 2400 CoreMark，而今天推出的双核产品是 Cortex-M7 的 2424 CoreMark 跑分与 Cortex-M4 的 800 CoreMark 跑分之和，整体运算能力达到 3200 分以上，比市面上的同类型竞品的 3000 CoreMark 还要高。”
意法半导体微控制器事业 STM32 高性能产品线高级市场经理 Renaud BOUZEREAU
强大的内核是由强大的架构所支撑的，从功能上来看，在显示部分，ST 内置了 Chrom-ART 加速器和 MJPEG 编码器，可以使整个 CPU Loading 在图象显示时减少 90%的工作负荷，因此让出更多 CPU 资源来做其它事情。
高性能产品最怕在数据传输方面出问题或者增加 CPU 的工作负荷，STM32H7 双核系列内置主 DMA，可以触发事件链接，比如，用户将多块不连续的数据搬到另外一块内存的时候，可以用主 DMA 创造一个事件链，让它从内存里自动搬取，这样可以制作出一个比较复杂的传输资料的任务给到 CPU 之间内存的交换，在这种情况下，无需 CPU 进行干预，CPU 工作负荷减轻。
STM32H7 还嵌入了一个高精度的定时器模块，可以产生比较复杂的 PWM 的输出，比如 Timer 触发 ADC，ADC 触发 DAC，DAC 再回到 TIM 的 PWM 输出过程，这个高精度过程主要是面对于数字电源或者是更复杂的事件触发，而且在设定了触发的模式下，CPU 不需要参与太多的事件触发的过程。
在数据加解密部分内置了硬件的加解密算法，包括哈希的硬件加速器，客户原来用软件形式做加密工作，现在变成用内部的硬件资源来做加解密动作，可以使 CPU 工作负荷减少 90%。
在安全方面，STM32H7 MCU 配备预安装密钥和原生安全服务，包括安全固件安装（SFI）。SFI 允许客户在世界任何地方订购标准产品，并将加密固件交付给外部编程公司，避免未加密的代码泄密。此外，内置安全启动和安全固件更新（SB-SFU）支持功能，保护空中下载（OTA）升级和补丁的安全。
与无闪存处理器相比，STM32H7 MCU 不仅性能出色，还在片上额外提供高达 2MB 闪存和 1MB SRAM，更好地解决了存储空间限制问题，并简化了具有实时性能或 AI 处理要求的工业、消费和医疗智能产品设计。此外，Cortex-M7 的 1 级高速缓存以及并行和串行存储器接口可以无限制地快速访问外部存储器。
什么时候使用双核 MCU 最好？Renaud BOUZEREAU 举了两个例子。第一，工业控制的人机交互界面，采用双核 MCU，客户可以分配不同的任务给两个内核，Cortex-M7 可以完成人机界面显示控制，作为实时处理内核，Cortex-M4 可以做网关通讯、马达驱动以及传感器数据采集；第二，在家庭自动化以及安全模块上，Cortex-M7 可以处理人工智能的神经网络，例如：图象显示、语音的识别、图象识别等。M4 可以控制 WiFi 通讯、以太网等实时通讯模块等。
双核 MCU 的优势在哪里？
对于用户来讲，在选择 MCU 时，首先考虑的是就是双核的优势在哪里？Renaud BOUZEREAU 做了三点解释：
第一， 两个核可以独立运行，使用 STM32H7 双核产品可以执行两套不同的任务，或者一个核执行任务，另外一个核监控其应用运行情况，保证其安全性。
第二， 在电源架构上分为三个供电域，D1 是高性能域，由 Cortex-M7 进行 GUI、DSP 和安全控制；D2 是 Cortex-M4 主要处理实时性的连接和控制，例如：对外的连接，实时操作系统，马达驱动以及更多的控制任务；D3 是大数据量采集域，在另外两个域休眠时，这个域自动从传感器，包括外部的电压电流进行数据采集，当达到一定数量或者达到一定阈值后可以唤醒另外两个域进行处理。这三个域可以自由分配工作时序，自由决定开启和关闭，从而达到整体动态功耗的平衡。
第三， 两个核独立工作，用户是可以安排两个或者多个任务进行处理。当一个团队出现两个任务时，只要分配好，两个团队就可以基于自己的核或者自己分配的资源进行开发，不会影响另一个团队的工作。由于双核可以将以前多个 MCU 才能完成的任务变成一个 MCU 来控制，从而可以缩短电路板设计和项目评估时间。
第四， 双核的产品可以降低整体的系统的成本，因为 STM32H7 双核产品内置了很多外设资源，因此不需要再外挂 ADC、比较器、放大器，从而减少外部器件的需求。对于开关电源，可以非常完美地解决动芯片态功耗的平衡。
AI 工具让 MCU 也能跑 AI 算法
随着 AI 在各个领域的广泛应用，越来越多产品开始具有 AI 功能，比如智能家居系列产品已经开始走入千家万户，如果这些产品全部都采用 CPU、GPU 来做控制显然价格非常昂贵，因此，MCU 厂商也在探索 MCU 完成 AI 处理的可能性。就在前不久，恩智浦发布了双核 MCU 可以实现 AI 处理，无独有偶，SMT32H7 双核产品也具有了 AI 处理能力。
Renaud 介绍，“从工具角度，ST 有一款叫做 STM32Cube.AI 的工具，能够帮客户把现有的 AI 算法、AI 的模型转化成能在 STM32 系列上运行的代码，不管是 M4、M7，都能够执行代码的工具。传统的 AI 更多在云端或者更多在 AI 交流器上运行，ST 能做到在 MCU 上运行 AI。另外，运行 AI 需要具有高计算能力的处理器，所以 STM32H7 更适合处理和运行 AI 的算法。目前，有客户已经基于 L1、L4，F4 在 100MHz，200MHz，300MHz 主频实现 AI 的功能。在今年的深圳峰会上，一个日本客户用 STM32 展示了 AI 舞鞋，可以通过 AI 识别出当前跳舞的姿态，他们的设备就是基于 STM32L1 MCU 来做的，内部是 Cortex-M3 的内核，主频只有 32MHz。”
Renaud 还强调，“我们的工具可以把任何 AI 算法转化成 MCU 可以支持的 AI 算法。”
双核 MCU 如果选择一个高性能的内核和一个比较低性能的内核搭配，我们可以理解，一个内核做高性能计算，一个内核做实时处理，但是 ST 为什么选择了 Cortex-M7 内核，而不是 Cortex-A 系列内核呢？曹锦东的解释是，“主频高，功率就会高，CPU 发烫，会影响模拟外设的性能，即便在特定的工业环境里，也会出问题。我们会找到平衡点，保证性能比较高，但同时确保在这样的主频上面，整体的性能和温度满足客户在工业场景里的应用。”
关于产品的供货期和产品规划，曹锦东表示，“所有的 STM32 至少承诺十年的供货周期，今天客户用的 STM32，未来 5 到 10 年甚至更长时间都能继续供应。STM32 第一款产品 STM32F1 是 12 年前开发发布的，今天依然有很大的出货量，也没有计划要停产，还是明星产品。因此，STM32 H7 双核产品依然会有超过十年的供货期保证。STM32 双核 H7 是目前最新一代 STM32 产品，但是未来还会有更多的产品，客户的项目越多，我们产品越多，我们希望客户能从中找到合适的产品。”
“目前 Cortex-M7 核是 ARM 公司所发布的最强内核，因此我们基于该内核设计出各种高性能芯片来满足市场需求，未来我们也会针对 Cortex-A 系列进行产品研发，我相信 Cortex-A 内核的强大运算能力，以及 STM32 的 DNA，会给大家带来不一样的使用体验。”曹锦东补充。
与非网原创内容，未经允许，不得转载！
下载ECAD模型
