如何評(píng)估MCU滿(mǎn)足項(xiàng)目需求？

1. 了解MCU的基本特性和規(guī)格：首先需要了解MCU的處理器內(nèi)核、存儲(chǔ)器、時(shí)鐘、外設(shè)和接口等基本特性和規(guī)格，以及支持的編程語(yǔ)言和開(kāi)發(fā)工具等。
2. 確定項(xiàng)目需求：在了解MCU的基本特性和規(guī)格后，需要確定項(xiàng)目的需求，包括需要控制的設(shè)備或執(zhí)行的任務(wù)、需要處理的數(shù)據(jù)量和信號(hào)、需要的處理能力和存儲(chǔ)空間、需要的功耗和可靠性要求等。這些需求將指導(dǎo)后續(xù)的MCU評(píng)估和選擇。
3. 評(píng)估MCU的性能和功能：根據(jù)項(xiàng)目需求，結(jié)合MCU的基本特性和規(guī)格，對(duì)MCU的性能和功能進(jìn)行評(píng)估。這包括MCU的處理能力、存儲(chǔ)空間、時(shí)鐘速度、電源管理、外設(shè)和接口等方面。
4. 確定MCU的可用性和可靠性：除了性能和功能，還需要考慮MCU的可用性和可靠性。這包括MCU的供貨情況、價(jià)格、技術(shù)支持和開(kāi)發(fā)工具支持等方面。同時(shí)，還需要了解MCU的可靠性和穩(wěn)定性，包括溫度范圍、EMI/EMC、ESD等指標(biāo)。
5. 進(jìn)行MCU的實(shí)際測(cè)試：最后，需要進(jìn)行實(shí)際的MCU測(cè)試，以驗(yàn)證MCU是否能夠滿(mǎn)足項(xiàng)目需求。可以通過(guò)搭建實(shí)驗(yàn)環(huán)境，編寫(xiě)實(shí)際的應(yīng)用程序，并進(jìn)行性能測(cè)試、功耗測(cè)試、穩(wěn)定性測(cè)試等來(lái)評(píng)估MCU的實(shí)際表現(xiàn)

關(guān)于STM32

STM32是意法半導(dǎo)體（STMicroelectronics）公司推出的一款32位微控制器系列，該系列主要基于ARM Cortex-M內(nèi)核，具有高性能、低功耗、集成度高等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于各種嵌入式系統(tǒng)和物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備中。STMicroelectronics是一家總部位于瑞士的跨國(guó)半導(dǎo)體公司，成立于1987年，擁有全球性的研發(fā)、制造和銷(xiāo)售網(wǎng)絡(luò)，在各種應(yīng)用領(lǐng)域都有著廣泛的產(chǎn)品和解決方案。

一、一張圖看懂意法半導(dǎo)體STM32產(chǎn)品線(xiàn)路圖

STM32MCU和STM32MPU都是意法半導(dǎo)體的產(chǎn)品系列，其中高性能MCU和MPU集成了Cortex-A和Cortex-M兩種內(nèi)核的異構(gòu)架構(gòu)，根據(jù)上一篇文章提到的ARM有關(guān)Cortex-A和Cortex-M兩種內(nèi)核的區(qū)別，我們可知它們的應(yīng)用場(chǎng)景和設(shè)計(jì)思路有所不同。STM32MCU主要針對(duì)嵌入式控制器應(yīng)用，STM32MPU主要針對(duì)高性能計(jì)算應(yīng)用的處理器。

本公眾號(hào)只關(guān)注ST主流MCU也推薦讀者先選擇主流的STM32F1或STM32F4系列來(lái)學(xué)習(xí)。

二、STM32產(chǎn)品選型命名規(guī)則如下

三、如何針對(duì)STM32選型？

1. 應(yīng)用場(chǎng)景和需求：首先需要明確使用STM32的應(yīng)用場(chǎng)景和需求，例如需要控制什么設(shè)備或執(zhí)行什么任務(wù)，需要處理多少數(shù)據(jù)和信號(hào)，需要多大的處理能力和存儲(chǔ)空間等。這些因素將直接決定STM32芯片的選型范圍和性能要求。
2. 外設(shè)和接口：STM32支持各種不同的外設(shè)和接口，例如通用輸入輸出（GPIO）、模擬轉(zhuǎn)換器（ADC）、通用同步異步收發(fā)器（USART）、USB、以太網(wǎng)等。需要根據(jù)具體應(yīng)用的需要選擇適合的外設(shè)和接口，同時(shí)也需要考慮這些外設(shè)和接口的電氣特性、數(shù)量、速率和支持程度等。
3. 處理器內(nèi)核和架構(gòu)：STM32支持不同的ARM Cortex處理器內(nèi)核和架構(gòu)，包括Cortex-M0、Cortex-M3、Cortex-M4、Cortex-M7等。需要根據(jù)具體應(yīng)用的需求選擇適合的處理器內(nèi)核和架構(gòu)，例如需要更高的計(jì)算性能、更多的存儲(chǔ)空間和更高的時(shí)鐘速度等。
4. 電源管理和功耗：STM32支持不同的電源管理和功耗優(yōu)化技術(shù)，包括低功耗模式、睡眠模式、停機(jī)模式等。需要根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景和電源供應(yīng)條件選擇適合的電源管理和功耗優(yōu)化方案，以達(dá)到更長(zhǎng)的電池壽命和更低的功耗。
5. 可用的開(kāi)發(fā)工具和平臺(tái)支持：選型STM32還需要考慮可用的開(kāi)發(fā)工具和平臺(tái)支持，例如開(kāi)發(fā)板、軟件開(kāi)發(fā)工具、在線(xiàn)論壇、文檔等。需要選擇適合自己的開(kāi)發(fā)工具和平臺(tái)，以便更快速、更準(zhǔn)確地進(jìn)行開(kāi)發(fā)和測(cè)試。

總的來(lái)說(shuō)，選型STM32需要綜合考慮應(yīng)用場(chǎng)景和需求、外設(shè)和接口、處理器內(nèi)核和架構(gòu)、電源管理和功耗以及可用的開(kāi)發(fā)工具和平臺(tái)支持等因素，以選擇最適合自己應(yīng)用的STM32芯片。

四、STM32微處理器內(nèi)部結(jié)構(gòu)（以F103系列說(shuō)明）

STM32F103XX由高速總線(xiàn)（AHB）和低速總線(xiàn)（APB）構(gòu)成完整的片上總線(xiàn)。其中AHB總線(xiàn)將內(nèi)核Cortex-M3 、DMA、NVIC、flash、內(nèi)存和AHB-APB橋進(jìn)行互聯(lián)。APB總線(xiàn)將SPI、USART、I2C、GPIO、TIM、WWDG等這些IO設(shè)備進(jìn)行互連。AHB-APB橋?qū)崿F(xiàn)AHB總線(xiàn)與APB總線(xiàn)之間的互連。

五、STM32F103XX全局地址空間

外設(shè)起始地址: 0x4000 0000

SRAM起始地址: 0x2000 0000

Falsh起始地址: 0x8000 0000

1. Flash存儲(chǔ)器映射：STM32F103系列單片機(jī)的Flash存儲(chǔ)器容量大小不同，但一般都是從0x0800 0000地址開(kāi)始映射的。用戶(hù)程序代碼和常量數(shù)據(jù)通常存儲(chǔ)在Flash存儲(chǔ)器中。
2. SRAM存儲(chǔ)器映射：STM32F103系列單片機(jī)的SRAM存儲(chǔ)器容量也不同，但一般都是從0x2000 0000地址開(kāi)始映射的。程序中使用的變量、堆棧和緩存等通常存儲(chǔ)在SRAM存儲(chǔ)器中。
3. 外設(shè)寄存器映射：STM32F103系列單片機(jī)有許多外設(shè)，每個(gè)外設(shè)都有一些寄存器用于配置和控制，這些寄存器通常映射在0x4000 0000到0x5FFF FFFF的地址范圍內(nèi)。每個(gè)外設(shè)的寄存器地址和訪(fǎng)問(wèn)方式都有一定的規(guī)定，需要查閱相關(guān)的技術(shù)文檔來(lái)了解。
4. System Memory映射：STM32F103系列單片機(jī)的System Memory是指內(nèi)置的Bootloader程序存儲(chǔ)區(qū)域，這個(gè)區(qū)域的地址范圍是從0x1FFF F000到0x1FFF F7FF，大小為2KB
5. 位帶映射：STM32F103系列單片機(jī)的位帶映射功能可以將某個(gè)單個(gè)位的讀寫(xiě)操作映射到一個(gè)整個(gè)“字”的讀寫(xiě)操作，這種映射方式可以提高對(duì)某些位操作的效率，但需要在編程時(shí)進(jìn)行特殊的設(shè)置。

注：

1、在STM32F103系列單片機(jī)中，System Memory用于存儲(chǔ)Bootloader程序，這個(gè)程序可以在開(kāi)機(jī)時(shí)自動(dòng)運(yùn)行，并且可以通過(guò)Bootloader程序進(jìn)行固件更新等操作。

需要注意的是，System Memory和Flash存儲(chǔ)器是兩個(gè)不同的存儲(chǔ)區(qū)域，存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)和訪(fǎng)問(wèn)方式也有所不同。在編程時(shí)需要注意區(qū)分，使用正確的地址和訪(fǎng)問(wèn)方式來(lái)訪(fǎng)問(wèn)不同的存儲(chǔ)器。

2、位帶映射是一種用于提高單片機(jī)位操作效率的技術(shù)。在單片機(jī)中，位操作（如設(shè)置或清除某個(gè)特定位）通常需要進(jìn)行多個(gè)操作才能完成，這可能會(huì)導(dǎo)致程序效率低下。

為了提高位操作的效率，一些單片機(jī)引入了位帶映射技術(shù)。該技術(shù)通過(guò)將每個(gè)位（bit）與一個(gè)單獨(dú)的內(nèi)存地址進(jìn)行映射，使得對(duì)該位的操作可以像對(duì)內(nèi)存變量一樣進(jìn)行，從而可以大大簡(jiǎn)化位操作的流程。

在STM32系列單片機(jī)中，位帶映射功能可以通過(guò)編程器進(jìn)行配置和使用。它可以用于各種位操作，例如設(shè)置某個(gè)寄存器的特定位、設(shè)置某個(gè)GPIO口的特定引腳等等。位帶映射功能可以極大地提高單片機(jī)位操作的效率，同時(shí)也方便了程序的編寫(xiě)和調(diào)試。