STM32专题报告(南京航空航天大学).doc

PAGE  PAGE 4 南京航空航天大学 研究生实验报告 项目名称： STM32专题报告 专题内容： STM32芯片的优势及其改进建议 分班代码： 2班11组 姓名： XXX 学号： SXXXXXXX 导师： XXX 学科： ARM嵌入式系统设计与应用技术 电话： XXXXXXXX Email： XXXXXXXXXXXXXXX 20XX年XX月XX日 STM32芯片的优势及其改进建议 1引言 ARM在1990年成立，当初的名字是“Advanced RISC Machines Ltd.,”，当时它是三家公司的合资——它们分别是苹果电脑，Acorn电脑公司，以及VLSI技术（公司）。在1991年，ARM推出了ARM6处理器系列。后来，逐渐的有一些大公司，包括TI、NEC、Sharp、ST等，都获取了ARM授权，这些公司运用ARM处理器加入一些其他相应的模块设计出符合自己需求功能的控制器，因而得到了广泛地应用，其中ST公司就是运用Cortex-M3内核设计出了STM32系列芯片。 Cortex-M3 内核内核是专门设计于满足集高性能、低功耗、实时应用于一体的嵌入式领域的要求。Cortex-M3 在系统结构上的增强，让 STM32 性能得到了提高；Thumb-2 指令集带来了更高的指令效率和更强的性能；通过紧耦合的嵌套矢量中断控制器，对中断事件的响应比以往更迅速。STM32系列芯片外形结构如图1所示。 图1 STM32系列芯片外形结构 2 STM32芯片的优势分析 对于STM32芯片的优势可以从其使用的内核进行分析，STM32处理器的内核是ARM公司必威体育精装版的、先进架构的CortexTM-M3内核(1.25 Dhrystone MIPS/MHz)，它的具体优势如下： 功能强大。Cortex-M3采用了哈佛结构，拥有独立的指令总线和数据总线，可以同时进行取指与数据访问。并且Thumb-2 指令集以 16 位的代码密度带来了 32 位的性能。它能在相同主频条件下处理更多的任务，支持更为复杂的程序设计。 安全性和稳定性好。Cortex-M3处理器支持两种处理器的操作模式，还支持两级特权操作，大大提高了系统的安全性和稳定性。拥有优异的中断服务程序，中断嵌套时，只需保护和恢复一次现场，即使在恢复现场的时候再次中断也不需要再次保护现场，只需6个clk的调整时间。 调试方便。Cortex-M3在支持传统的JTAG基础上更采用了新型的单线调试(SingleWire)技术，专门拿出一个引脚来做调试，从而节约了大笔的调试工具费用。 方便运用其内核进行设计。Cortex-M3中还集成了大部分存储器控制器，这样工程师可以直接在MCU外连接Flash，降低了设计难度和应用障碍。 指令集功能强大。Cortex-M3处理器采用ARMv7-M架构，它包括所有的16位Thulnb指令集和基本的犯位Thumb-2指令集架构，Cortex-M3处理器不能执行ARM指令。 功耗低。由于ARM注重能耗更低的内核设计，所以搭载了ARM设计内核的STM32具有相当优异的能耗性能，这延长了电池的寿命、增加了使用时间。 实时性好。采用了很前卫甚至革命性的设计理念，使它能极速地响应中断，而且响应中断所需的周期数是确定的。 低成本的整体解决方案。让32位系统比和8位/16位的还便宜，低端的Cortex-M3单片机甚至还卖不到1美元。 3 STM32芯片的改进建议 正如前文所分析的STM32系列芯片的，该系列芯片优势比较明显，因此STM32如今运用的比较广泛，比如在工业控制、智能仪器仪表、家用电器、网络和通信、医疗设备等领域都有广泛地应用，它的优异的性能正被人们所知并利用。但是，我们也应当认识到STM32的一些不足和有待改进的地方。下面述说一下其不足之处。 STM32系列的主频有待提高。如今被广泛运用的STM32系列芯片是搭乘Cortex-M3的内核，其基本型时钟频率为36MHz，增强型系列时钟频率达到72MHz。这在平常的一些场合可能满足了工作要求，但是在一些需要更高性能要求的场合，其工作效率就显得有点力不从心了，所以其若想要有更好的前景提高是其必然的趋势。 STM32系列的闪存有待提高。STM32系列芯片的基本型和增强型都是内置32K到128K的闪存，这在高性能要求时，显然是不够的，因而需要增大闪存的大小。 缺少内置以太网PHY模块。如果想要STM32系列芯片能够进行互相的通信，那必须存在网卡，即网络适配器。主控制器之间在进行相互通讯时，数据不是以流而是以帧的方式进行传输的。我们