Управление умным домом с помощью микроконтроллеров STM32H7

23 июля

потребительская электроникаавтоматизацияинтернет вещейуниверсальное применениеSTMicroelectronicsстатьяинтегральные микросхемыМикроконтроллерSTM32USBEthernetInternet-of-ThingsCortex-M7LCDIoTSTM32H7

Софья Букреева (г. Протвино)

Семейство микроконтроллеров STM32H7 от STMicroelectronics на базе ядра Cortex-M7 имеет дополнительное опциональное ядро Cortex-M4, отличается превосходной производительностью, широкой функциональностью, большим объемом встроенной памяти, малым потреблением, обеспечивает защиту кода и пользовательских данных. Богатая периферия для работы с графикой и аудиоданными делает STM32H7 оптимальным вариантом для создания системы «умный дом».

Концепция умного дома

Умный дом подразумевает автоматизацию и управление всей инфраструктурой жилого помещения. Системы освещения, отопления, кондиционеры, компьютеры, развлекательные системы, системы безопасности и видеонаблюдения умного дома связаны между собой и управляются удаленно с помощью мобильной связи или интернета. Удаленный доступ владельцу предоставляет центральный процессор, к которому подключаются все переключатели и датчики. Управление можно осуществлять через специальный терминал или с мобильного устройства. Умный дом может иметь подключение к облачным сервисам и предоставлять возможность управления приборами по заданному владельцем расписанию.

Установка интеллектуальных устройств и создание умного дома обеспечивает безопасность и энергоэффективность, снижает расходы и экономит время. Такие системы адаптируются и перенастраиваются в соответствии с постоянно меняющимися потребностями жильцов дома. Как правило, инфраструктура умного дома достаточно гибкая и легко интегрируется с широким спектром устройств разных стандартов и от разных поставщиков. Популярность и распространение концепции умного дома быстро растет, поскольку она стала частью тенденций модернизации и экологичности.

Требования к системе управления умным домом

На рисунке 1 представлена типичная блок-схема системы управления умным домом. Топология «звезда» является наиболее часто используемой, в ней центральное управляющее устройство взаимодействует со всеми доступными периферийными блоками и принимает решения.

Рис. 1. Блок-схема системы управления умным домом

Рис. 1. Блок-схема системы управления умным домом

В роли центрального управляющего устройства в схеме выступает микроконтроллер. В его функции входит обработка всей информации от узлов, получение инструкций от пользователя и управление подсистемами, мониторинг питания и отключение приборов при обнаружении сбоев в подаче электроэнергии, информирование пользователя при обнаружении неисправностей или несанкционированного доступа. Кроме этого, управление и контроль приборов можно осуществлять по расписанию, например, выполнять автоматическое выключение телевизора в определенное время. Для синхронизации времени в системе необходима поддержка часов реального времени (RTC).

Для контроля и настройки системы умного дома пользователь использует дисплеи, клавиатуру, сенсорные панели. Управляющий микроконтроллер, как правило, должен иметь относительно большой объем оперативной памяти для работы и поддерживать различные последовательные и параллельные интерфейсы для подключения. Современные графические интерфейсы требуют все более качественной графики и все больше аппаратных и программных ресурсов. Появляются отдельные контроллеры дисплеев, которые позволяют напрямую управлять панелями без вмешательства центрального процессора, что значительно упрощает разработку.

Аудиосистема умного дома обеспечивает простой и быстрый вариант связи с устройствами. Голосовое управление позволяет оперативно менять любые настройки системы и условия в помещении: температуру, освещение, музыку и так далее. Для этого к микроконтроллеру подключают различные аналоговые и цифровые микрофоны, динамики, аудиоусилители, АЦП и аудиокодеки. Все это увеличивает требования к используемому микроконтроллеру – он должен не только обладать необходимыми интерфейсами, но также осуществлять соответствующую обработку аудиосигнала.

Центральный микроконтроллер и все периферийные узлы периодически обмениваются данными друг с другом. При возникновении событий нужно обеспечить своевременную передачу соответствующих данных какому-либо устройству или пользователю. Существуют несколько вариантов организации интерфейсов связи, выбор которых зависит от стоимости и топологии системы и включает в себя Bluetooth, Wi-Fi, NFC и прочее. У каждого из этих интерфейсов есть свои плюсы и минусы, разработчики системы должны учитывать все системные требования. Технология NFC используется для связи на близком расстоянии и быстро набирает обороты во встроенных приложениях для обмена информацией, его можно использовать у главной двери, чтобы запереть или отпереть дверь с помощью смартфона с поддержкой NFC. Bluetooth широко используется для подключения датчиков, разбросанных на расстоянии десятков метров, и обеспечивает мегабитную скорость передачи данных. Кроме этого, Bluetooth может являться частью интерфейса пользователя и оперативно передавать запрошенные данные на мобильное устройство владельцу дома.

Наиболее популярной «проводной» технологией является USB. Поддержка USB может быть встроена в микроконтроллер или обеспечиваться отдельным USB-контроллером. В настоящее время USB стал повсеместным источником питания для многих портативных устройств.

Для питания устройств системы умного дома нередко применяют аккумуляторы, что накладывает определенные требования на мощность потребления устройств, в том числе управляющего микроконтроллера, поэтому микроконтроллеры, имеющие режимы малого потребления и маломощную периферию, в данном случае имеют приоритет. Также часто используются DC/DC-преобразователи и стабилизаторы питания, которые могут быть встроены в микроконтроллер или управляться им.

Внешняя энергонезависимая память служит для сохранения пользовательских настроек, увеличения объема памяти микроконтроллера и прочего. Для работы с ними требуется поддержка интерфейсов памяти, чаще всего – на основе последовательного SPI: Quad-SPI, Octo-SPI.

Одной их самых значимых задач системы «умный дом» является защита и безопасность. Требования безопасности к электронным устройствам постоянно возрастают, их использование должно соответствовать определенным стандартам, основная цель которых – предотвратить травмы и смерть людей, а также ущерб окружающей среде. Но есть также множество других актуальных задач по защите устройств, таких как защита от несанкционированного доступа, защита от потери важных данных, потери подключения, питания или управления так далее. Эффективная ранняя диагностика с использованием аппаратных функций микроконтроллера вместе с применением программных методов снижает вероятность критических ситуаций из-за возможных неисправностей компонентов, повышает надежность и защищенность оборудования.

Семейство STM32H7

Семейство микроконтроллеров STM32H7 с ядром Cortex-M7 и дополнительным опциональным ядром Cortex-M4 отличается превосходной производительностью, широкой функциональностью и большим объемом встроенной памяти. Возможность гибкой настройки режимов питания и встроенные импульсные преобразователи напряжения позволяют достичь малого потребления. В некоторых линейках есть функция расшифровки данных «на лету» при чтении их из внешней памяти, что обеспечивает защиту кода и пользовательских данных. Богатая периферия для работы с графикой и аудиоданными позволяет использовать микроконтроллеры STM32H7 в различных мультимедийных приложениях.

Семейство включает в себя три линейки микроконтроллеров:

  • Двухъядерные микроконтроллеры с ядрами Cortex-M7 и Cortex-M4 работают на частотах до 480 МГц и 240 МГц, соответственно:
  • Одноядерные микроконтроллеры с ядром Cortex-M7 обеспечивают либо отличную производительность на частоте до 550 МГц, либо оптимальное сочетание производительности и малого потребления с частотой 280 МГц и током потребления 34 мкА в режиме ожидания:
  • Линейка Value line – бюджетные микроконтроллеры STM32H7 со встроенной Flash-памятью 128 кбайт:

Применение STM32H7 в системах «умный дом»

Микроконтроллеры STM32H7 производства STMicroelectronics имеют широкую функциональность, за счет которой упрощается разработка системы умного дома. Рассмотрим функциональные блоки умного дома и возможности микроконтроллеров STM32H7 для их реализации.

Средства для работы с графикой

Встроенный контроллер LTDC позволяет микроконтроллерам STM32H7 напрямую управлять дисплеями с высоким разрешением (LCD-TFT или OLED) без участия процессорного ядра. Кроме того, LTDC может автономно обращаться ко внутренней или внешней памяти для получения данных пикселей. Контроллер легко настраивается и взаимодействует со стандартными параллельными интерфейсами RGB. Поддержка LTDC реализована во всех микроконтроллерах STM32H7.

С увеличением требований к разрешению и частоте обновления требуется большее количество контактов микроконтроллера (до 28 контактов в случае отображения 16,7 миллионов цветов), что в свою очередь увеличивает общую сложность и стоимость печатной платы, а также усложняет согласование времени и данных. Компания STMicroelectronics представляет микроконтроллеры STM32H747/757 со встроенным интерфейсом MIPI-DSI. MIPI-DSI (Display Serial Interface – Mobile Industry Processor Interface) – это высокоскоростной последовательный интерфейс для дисплеев, ставший популярным благодаря широкому применению в мобильных телефонах и планшетах. Микроконтроллеры STM32H7 с DSI Host обеспечивают скорость до 1 Гбит/с и используют малое количество контактов для подключения – всего 4 или 6. Благодаря малому потреблению DSI является оптимальным способом подключения к дисплеям для устройств, которые имеют строгие ограничения по размеру и потребляемой мощности, например, для портативных устройств. DSI легко интегрировать в уже реализованные проекты, используя контроллер LTDC.

Аппаратный кодек JPEG, интегрированный в микроконтроллеры STM32H7, предназначен для кодирования и декодирования изображений JPEG. Все таблицы JPEG, необходимые для кодирования и декодирования, полностью программируются. Поскольку кодек JPEG полностью реализован аппаратно, он передает один пиксель данных за цикл без какой-либо нагрузки на процессор. Кодек встроен в микроконтроллеры STM32H742, STM32H743/53, STM32H745/55, STM32H747/57, STM32H7A3/B3, а также имеется в бюджетных линейках STM32H750 и STM32H7B0.

Блок управления памятью с графической ориентацией Chrom-GRC в микроконтроллерах STM32H7A3/7B3 и STM32H7B0 позволяет оптимизировать использование памяти, в соответствии с формой дисплея (например, круглой). Chrom-GRC уменьшает объем памяти, требуемой для буфера кадра, за счет того что в памяти сохраняются только видимые пиксели непрямоугольных дисплеев. Он полностью настраивается, согласно форме дисплея и работает с любой памятью. Благодаря тому, что буфер кадра может храниться во внутренней ОЗУ, что устраняет необходимость во внешней ОЗУ, Chrom-GRC обеспечивает высокоинтегрированное решение для графических приложений. Наличие такой периферии в микроконтроллере повышает производительность, снижает энергопотребление и стоимость всей системы.

Во всех микроконтроллерах семейства STM32H7 есть контроллер Chrom-Art (DMA2D) – специальный аппаратный ускоритель графических вычислений в микроконтроллере. Он служит для быстрого копирования данных с поддержкой преобразования формата пикселей и для операций смешивания, а также предоставляет специальные режимы для управления шрифтами со сглаживанием. Все операции полностью автоматизированы и выполняются независимо от процессора.

Линейки микроконтроллеров STM32H7A3/B3 и STM32H7B0 поддерживают весь функционал семейства для работы с графикой: контроллер LCD-TFT, Chrom-Art для ускорения создания графического контента и снижения нагрузки на основной процессор, Chrom-GRC для оптимизации использования ОЗУ, аппаратный кодек JPEG для ускорения кодирования и декодирования JPEG. Эти микроконтроллеры работают на частоте до 280 МГц и имеют увеличенную оперативную память порядка 1,4 Мбайт. Объем Flash-памяти составляет до 2 Мбайт в STM32H7A3/B3 и 128 кбайт в бюджетной серии STM32H7B0.

Помимо аппаратной поддержки графических модулей и интерфейсов, в микроконтроллерах STM32H7 компания STMicroelectronics предлагает бесплатный программный инструмент для реализации графического интерфейса (GUI) TouchGFX, поставляемый в виде пакета X-CUBE-TOUCHGFX. TouchGFX предоставляет все необходимое для полной реализации GUI с помощью STM32 и включает в себя:

  • TouchGFX Designer – простой в использовании конструктор GUI, который позволяет создавать внешний вид приложения;
  • TouchGFX Generator – плагин CubeMX для конфигурирования и генерирования проекта, в котором пользователь может настраивать и генерировать код для своей аппаратной части STM32H7;
  • TouchGFX Engine – фрэймворк C++ для запуска пользовательских проектов с оптимизированной графической библиотекой.

Использование инструментов TouchGFX позволяет обеспечить максимальную производительность при минимальной загрузке процессора и минимальном использовании памяти.

Для тестирования и простоты разработки собственных проектов STMicroelectronics предлагает оценочные платы на основе микроконтроллеров STM32H7 с LCD-дисплеями и тачскринами:

Аудиоинтерфейсы

Для подключения аудиоустройств все микроконтроллеры семейства STM32H7 имеют стандартные интерфейсы SPI, I2C, а также аудиоинтерфейсы I2S, SAI, SPDIF-RX и 12-битные ЦАП.

SAI (Serial Audio Interface) – это конфигурируемый последовательный интерфейс, который можно запрограммировать для работы в одном из четырех режимов:

  • для поддержки стандартных интерфейсов I2S (стандарт Phillips), PCM, TDM и прочих;
  • в качестве передатчика по протоколу SPDIF в стандарте IEC 60958 (цифровой интерфейс Sony/Phillips);
  • в режиме интерфейса PDM для подключения до 8 цифровых микрофонов;
  • для поддержки протокола AC`97 (Audio Codec 97 от Intel).

Помимо SAI, все микроконтроллеры STM32H7 имеют интерфейс SPDIF-RX для приема цифрового аудиопотока, в соответствии со стандартами IEC-60958 и IEC-61937. Эти стандарты поддерживают стереозвук с высокой частотой дискретизации и сжатый многоканальный объемный звук, например, Dolby или DTS (до 5.1).

В линейках микроконтроллеров STM32H723/733, STM32H725/735 и STM32H730 для работы с аудиоданными встроены два аппаратных ускорителя – CORDIC и FMAC. Сопроцессор CORDIC (COordinate Rotation DIgital Computer) обеспечивает аппаратное ускорение определенных математических функций, таких как тригонометрические, логарифмические, извлечение квадратного корня, используемых в обработке сигналов и многих других приложениях. Блок FMAC (Filter Mathematical ACcelerator) позволяет реализовать цифровые фильтры, используя модуль умножителя/накопителя и кольцевые буферы. CORDIC и FMAC по сравнению с программной реализацией ускоряют вычисления и освобождают процессор для выполнения других задач.

Беспроводная связь

Семейство STM32H7 не имеет встроенных беспроводных модулей (Wi-Fi, NFC, Bluetooth), однако у этих микроконтроллеров есть множество интерфейсов для подключения внешних микросхем. Кроме этого, STMicroelectronics предлагает широкий набор плат расширения, поддерживающих NFC, BLE, Sub-1 GHz: STM32 ODE Connect HW – STMicroelectronics. Эти платы удобно использовать вместе с оценочными платами NUCLEO. Данные платы, совместно с программной поддержкой CubeMX, идеально подходят для быстрого прототипирования и разработки:

Проводное подключение

Все микроконтроллеры STM32H7 имеют до 2 интерфейсов USB2.0 и могут быть использованы в качестве периферийных устройств по протоколу USB Full Speed (12 Мбит/с). Кроме этого, STM32H7 также поддерживает функциональность USB OTG и обмен данными в стандарте USB High Speed на скорости до 480 Мбит/с.

Для поддержки Ethernet STM32H7 имеют контроллер MAC (IEEE-802.3-2002) для связи по сети через стандартные интерфейсы MII или RMII. Микроконтроллеру требуется внешняя микросхема физического уровня (PHY) для подключения к шине. Поддерживаются полудуплексный или дуплексный режимы и скорости передачи 10 и 100 Мбит/с. MAC встроен во все микроконтроллеры STM32H7, кроме линеек STM32H7A3/B3 и STM32H7B0.

Питание STM32H7

Внутри STM32H7 питание можно подвести независимо к разным областям: ядру, аналоговой части, резервным регистрам и так далее. Кроме этого, микроконтроллеры поддерживают целый ряд различных режимов питания, что дает большую гибкость при оптимизации потребления и возможность его регулирования, в зависимости от активности периферийных блоков. Для отслеживания питающего напряжения имеются несколько функций: мониторы включения/выключения питания, превышения пороговых значений, программирование пороговых значений, монитор питания аналоговой части, мониторы батарейного питания и температуры чипа. Все эти функции позволяют своевременно обнаружить изменения в питании и перевести микроконтроллер в безопасный режим, чтобы предотвратить аварийную ситуацию и потерю данных.

Для питания ядра, помимо внешнего питания, можно использовать встроенные понижающий преобразователь SMPS (Switched-Mode Power Supply) или LDO-стабилизатор.

LDO-стабилизатор доступен во всех микроконтроллерах STM32H7 и может работать в трех режимах: основном, малопотребляющем и режиме ожидания. В основном режиме LDO питает ядро, память и цифровую периферию микроконтроллера. В режиме малого потребления LDO подает питание регистрам и внутренней памяти, ядро не работает. В режиме ожидания LDO выключен, ядро не работает, содержимое регистров и памяти теряется.

Понижающий преобразователь SMPS доступен в микроконтроллерах STM32H725/735, STM32H745/755, STM32H747/757, STM32H7A3/B0 и в бюджетных линейках STM32H730 и STM32H7B0. Он может использоваться для внутреннего или внешнего питания. В первом случае он используется для непосредственного питания ядра и периферии внутри микроконтроллера через SMPS, а во втором — генерирует напряжение питания для микроконтроллера на выводе выхода SMPS, которое можно также использовать для питания других внешних цепей. Понижающий преобразователь SMPS может работать в режиме малого потребления, аналогично LDO.

Для сохранения резервных данных (RTC, резервных регистров и резервного ОЗУ), когда основное питание выключено, вывод Vbat можно подключить к дополнительному напряжению от батареи или другого источника питания.

STM32H7 поддерживает различные малопотребляющие режимы, когда процессору не нужно исполнять код (во время ожидания внешнего события). При разработке приложения с использованием режима малого потребления необходимо учитывать время запуска и доступные способы выхода из них. Одним из источников пробуждения микроконтроллера может являться 16-битный таймер LPTIM, который способен работать в режиме малого потребления и может применяться в качестве счетчика импульсов, когда есть тактирование LSI или LSE.

Кроме этого, в STM32H7 есть UART с малым потреблением – LPUART. Для связи по UART со скоростью до 9600 бит/с достаточно тактовой частоты LSE 32,768 кГц. Более высокие скорости передачи могут быть достигнуты, когда LPUART тактируется другими источниками, отличными от LSE. Даже когда микроконтроллер находится в режиме малого энергопотребления, LPUART может ждать входящего кадра UART, имея при этом чрезвычайно малое потребление. LPUART поддерживает полудуплексную связь и модемные сигналы (CTS/RTS).

Малопотребляющая периферия LPUART и LPTIM доступна во всех микроконтроллерах семейства STM32H7.

Память

Микроконтроллеры поддерживают последовательные интерфейсы Quad-SPI и Octo-SPI для обмена данными со внешней памятью по 4- или 8-битной шине данных, соответственно. Кроме этого, на шину можно подключить несколько микросхем. Интерфейсы полностью настраиваются, что позволяет легко подключать любые запоминающие устройства. Оба интерфейса имеют функцию отображения памяти (Memory Mapping), которая позволяет микроконтроллеру обращаться ко внешней памяти как к обычной внутренней памяти для операций чтения и записи. Такая функция дает возможность легко и быстро увеличить память в существующей системе, когда требуется больше Flash-памяти или ОЗУ. Octo-SPI имеет функцию OTFDEC для защиты передачи данных.

Встроенный контроллер FMC (Flexible Memory Controller) используется для подключения внешней памяти NOR-Flash, NAND- Flash, SRAM, PSRAM и SDRAM. FMC можно настроить на работу с четырьмя независимыми областями для поддержки разных внешних запоминающих устройств, выбираемых сигналами Chip Select, каждая область при этом будет иметь свою конфигурацию. Преимуществом FMC является возможность не только увеличения памяти, но и подключения LCD-контроллеров, которые поддерживают интерфейсы Intel 8080 и Motorola 6800. Кроме этого, FMC поддерживает корректирующие коды ECC (Error Code Correction) в операциях чтения и записи данных для обнаружения и исправления ошибок.

Встроенный контроллер SDMMC предоставляет микроконтроллеру интерфейс для подключения к картам SD, MMC (eMMC) или устройствам SDIO. Интерфейс совместим со стандартами SD 4.1, SDIO 4.0, MMC 5.0. Контроллер SDMMC поддерживает ширину данных в 1-битном режиме (по умолчанию), а также в 4-битном и 8-битном режимах для повышения пропускной способности данных. Интерфейс SDMMC работает со внутренним DMA для снижения нагрузки процессора во время чтения или записи данных. Тактовый генератор SDMMC может генерировать сигналы с частотой до 400 кГц для фазы инициализации и до 204 МГц для карт, поддерживающих высокоскоростной режим. Для снижения потребления тактирование SDMMC можно отключить, когда шины команд и данных неактивны.

Интерфейс Quad-SPI и контроллеры FMC и SDMMC имеются во всех линейках STM32H7. Интерфейс Octo-SPI доступен в микроконтроллерах STM32H723/733, STM32H725/735, STM32H7A3/7B3, а также в бюджетных сериях STM32H730 и STM32H7B0.

Средства защиты и безопасности

Во всех микроконтроллерах STM32H7 встроены аппаратный блок вычисления контрольной суммы (CRC) и аппаратный генератор случайных чисел (RNG). Блок вычисления CRC (Cyclic Redundancy Check) используется для генерации кода CRC для 8-, 16- и 32-битных данных, который можно использовать для проверки целостности передачи данных или их хранения. Вычисление CRC также можно использовать для расчета подписи программы микроконтроллера во время исполнения, чтобы сравнивать с изначальной подписью, созданной во время компоновки и сохраненной в определенной ячейке памяти.

Генератор случайных чисел RNG (Random Number Generator) используется в прошивке для получения непредсказуемого результата или для уменьшения вероятности угадывания определенных значений. Работа генератора основана на аналоговой схеме, которая генерирует шум, используемый генератором для получения случайного 32-битного числа. Генератор способен выдавать четыре 32-битных случайных числа с частотой 216 системных тактов. Чем ниже частота генератора, тем лучше разброс случайной величины.

Для защиты каналов связи используют криптографические методы, такие как аутентификация, конфиденциальность и шифрование, которые требуют значительных ресурсов процессора. Микроконтроллеры STM32H7 имеют встроенный аппаратный криптографический процессор CRYP для поддержки алгоритмов шифрования Data Encryption Standard (DES), Triple-DES и Advanced Encryption Standard (AES). Он также предназначен для хэш-вычислений. С помощью CRYP можно вычислять дайджест сообщения – уникальное значение фиксированной длины, вычисленное из входного. Хеш-дайджесты и хэш-код проверки подлинности сообщений (HMAC) широко используются при обмене данными для гарантии целостности и аутентификации передачи. Криптографический процессор доступен в линейках STM32H753, STM32H755, STM32H757, STM32H733, STM32H735, STM32H7B3, а также в бюджетных линейках STM32H730, STM32H750 и STM32H7B0.

Во всех STM32H7 также имеются несколько опций для защиты кода и данных Flash-памяти, резервной SRAM и резервных регистров (RTC). Защита RDP (Readout Protection) позволяет настроить защиту от чтения всей памяти, включая резервные SRAM и RTC-регистры. Эту функцию можно использовать в двух режимах: с возможностью стирания всей памяти или с запретом на стирание. В случае запрета на стирание исключается любое изменение содержимого памяти. Защита PcROP (Proprietary code Read Out Protection) позволяет определять области во Flash-памяти, предназначенные для исполнения только тех инструкций, что прописаны в программе микроконтроллера владельцем. Это защищает процессор от исполнения вредоносного стороннего кода. Кроме этого, можно использовать WRP (Write protection) – защиту секторов Flash-памяти от записи и стирания.

В микроконтроллерах STM32H733, STM32H735, STM32H7B3, STM32H730 и STM32H7B0 встроена функция OTFDEC (On-the-fly decryption). Целью OTFDEC является защита пользовательского кода и данных, которые хранятся во внешней SPI-памяти. Если образ прошивки хранится в незашифрованном виде, его легко прочитать, выпаяв Flash-устройство и перепаяв его на другой плате или отслеживая трафик на шине SPI. Поэтому в данном случае прошивка должна быть зашифрована, а затем дешифрована на лету во время чтения и исполнения. При этом задержка, вызванная расшифровкой, должна быть минимизирована. OTFDEC в микроконтроллерах STM32H7 специально предназначен для шифрования/дешифрования кода с малой задержкой.

В таблицах 1…3 приведены функции, поддерживаемые каждой линейкой.

Таблица 1. Характеристики и функции линеек STM32H725/35/23/33/30

Наименование STM32H723/33 STM32H725/35 STM32H730
Ядро, частота Cortex-M7, 550 МГц
Объем Flash-памяти До 1 Мбайт 128 кбайт
ОЗУ До 564 кбайт

Графический интерфейс

LTDC
JPEG
Chrom-Art +
MIPI-DSI
Chrom-GRC

Аудиоинтерфейсы

I2S +
SAI +
SPDIF-RX +
12-битный ЦАП +
CORDIC, FMAC +

Проводная связь

USB2.0 +
Ethernet (MAC) +

Питание

LDO-стабилизатор +
SMPS-преобразователь +
USB-стабилизатор +
DSI-стабилизатор
LPTIM/LPUART +

Интерфейсы внешней памяти

Quad-SPI +
FMC +
SDMMC +
Octo-SPI +

Защита данных

CRC +
RNG +
CRYP/HASH +
RDP/PcROP/WRP +
OTFDEC + в STM32H733 + в STM32H735 +

 

Таблица 2. Характеристики и функции линеек STM32H742/43/53/45/55/47/57/50

Наименование STM32H742 STM32H743/53 STM32H745/55 STM32H747/57 STM32H750
Ядро, частота Cortex-M7, 480 МГц Cortex-M7, 480 МГц;
Cortex-M4, 240 МГц
Cortex-M7, 480 МГц
Объем Flash-памяти До 2 Мбайт 128 кбайт
ОЗУ До 1 Мбайт До 1 Мбайт

Графический интерфейс

LTDC +
JPEG +
Chrom-Art +
MIPI-DSI +
Chrom-GRC

Аудиоинтерфейсы

I2S +
SAI +
SPDIF-RX +
12-битный ЦАП +
CORDIC, FMAC

Проводная связь

USB2.0 +
Ethernet (MAC) +

Питание

LDO-стабилизатор +
SMPS-преобразователь +
USB-стабилизатор +
DSI-стабилизатор +
LPTIM/LPUART +

Интерфейсы внешней памяти

Quad-SPI +
FMC +
SDMMC +
Octo-SPI

Защита данных

CRC +
RNG +
CRYP/HASH + в STM32H753 + в STM32H755 + в STM32H757 +
RDP/PcROP/WRP +
OTFDEC

 

Таблица 3. Характеристики и функции линеек STM32H7A3/B3/B0

Наименование STM32H7A3/B3 STM32H7B0
Ядро, частота Cortex-M7, 280 МГц
Объем Flash-памяти До 2 Мбайт 128 кбайт
ОЗУ 1,4 Мбайт

Графический интерфейс

LTDC +
JPEG +
Chrom-Art +
MIPI-DSI +
Chrom-GRC +

Аудиоинтерфейсы

I2S +
SAI +
SPDIF-RX +
12-битный ЦАП +
CORDIC, FMAC

Проводная связь

USB2.0 +
Ethernet (MAC)

Питание

LDO-стабилизатор
SMPS-преобразователь +
USB-стабилизатор
DSI-стабилизатор
LPTIM/LPUART

Интерфейсы внешней памяти

Quad-SPI +
FMC +
SDMMC +
Octo-SPI +

Защита данных

CRC +
RNG +
CRYP/HASH + в STM32H7B3 +
RDP/PcROP/WRP +
OTFDEC +

Семейство микроконтроллеров STM32H7 предлагает богатую периферию и широкую функциональность. В сочетании с высокой производительностью эти микроконтроллеры являются отличным выбором для реализации управления в системах «умный дом».

Литература

  1. Home automation system design: the basics – Embedded.com
  2. STM32H7 – Arm Cortex-M7 and Cortex-M4 MCUs (480 MHz) – STMicroelectronics
  3. STM32 Graphical User Interface – STMicroelectronics
  4. What is TouchGFX? | TouchGFX Documentation
•••

Наши информационные каналы

О компании ST Microelectronics

Компания STMicroelectronics является №1 производителем электроники в Европе. Компоненты ST широко представлены в окружающих нас потребительских товарах – от iPhone до автомобилей разных марок. Лидеры индустриального рынка выбирают компоненты ST за их надежность и выдающиеся технические параметры. В компании ST работает 48 000 сотрудников в 35 странах. Производственные мощности расположены в 12 странах мира. Более 11 тысяч сотрудников заняты исследованиями и разработками – инновационное лидерство ...читать далее

Товары
Наименование
NUCLEO-H723ZG (ST)
NUCLEO-H7A3ZI-Q (ST)
STM32H7B3I-DK (ST)
STM32H7B0VBT6 (ST)
STM32H7B0VBT6TR (ST)
STM32H730VBT6 (ST)
STM32H725REV6 (ST)
STM32H742BIT6 (ST)
STM32H7B3ZIT6Q (ST)
STM32H750VBT6 (ST)
STM32H750VBT6TR (ST)
STM32H743VGT6 (ST)
STM32H747IGT6 (ST)