STM32H757XIH6 – Microcontrolador de doble núcleo Cortex-M7 + Cortex-M4

¿Tiene dudas de que dos tipos de operaciones complejas/procesamiento de comunicaciones y control en tiempo real/gestión de periféricos se puedan realizar simultáneamente en un solo chip? Entonces puede probar el STM32H757XIH6. El STM32H757XIH6 es un MCU de control maestro de doble núcleo de alto rendimiento de stmicrochip. Tiene las funciones de sinergia de doble núcleo, capacidad de integración de periféricos y es adecuado para aplicaciones de "alta confiabilidad + alto rendimiento". Evita que el sistema bloquee el control en tiempo real en tareas de cálculo, haciendo que el sistema sea más estable y responsivo, reduciendo el número de chips externos, reduciendo el costo de BOM y la complejidad del sistema.

Reconoce la arquitectura dual-core del STM32H757XIH6

¿Qué es la arquitectura dual core?

La arquitectura de doble núcleo del STM32H757XIH6 integra un núcleo principal de alto rendimiento (cortex-m7) y un núcleo de control en tiempo real (cortex-m4) dentro del mismo MCU. Los dos núcleos tienen la capacidad de funcionar independientemente, compartir parte de los recursos y trabajar juntos. Mejorar sustancialmente la capacidad de carga de cálculo y complejidad del sistema sin afectar el tiempo real.

¿Cómo "cada uno necesita" dual-core en una arquitectura de almacenamiento?

1. Almacenamiento privado: ITCM/DTCM para M7, SRAM especial para M4.
2. Almacenamiento compartido: dual core para acceso simultáneo a AXI SRAM/SRAM para intercambio de datos, paso de parámetros y sincronización de estado.
3. Almacenamiento externo: QSPI Flash y SDRAM generalmente son administrados por M7, con el menor acceso directo posible por M4.

Notas: los diagramas de bloques en datasheet permiten entender visualmente que los núcleos duales no se ralentizan entre sí

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¿Cómo "usar correctamente" STM32H757XIH6?

1. División racional de tareas de doble núcleo

• No ejecute grandes tareas con ambos núcleos. Las tareas en tiempo real tienen prioridad M4. Las tareas de cálculo, UI y red dan M7.
• M4 tiene la ventaja de una respuesta rápida a las interrupciones, una arquitectura simple y determinista, y no es fácil de interferir con caché y DMA
• M7 tiene la ventaja de tener una alta frecuencia principal, con caché de e /D, adecuado para algoritmos de big data

2. Mejor uso de memoria compartida +IPC
Uso de SRAM compartidas, semáforos de hardware, Mailbox/colas de mensajes.
3. Diseño de hardware y periféricos necesarios (clave)

• Flash QSPI externo
• Si se hace una exhibición: SDRAM
• Fuente de alimentación estable + desacoplamiento múltiple
• Interfaz de alta velocidad PCB walking
• Ethernet: control de impedancia, cableado diferencial
• SDRAM: planificación isométrica y topológica
• USB: diferencial, protección ESD

Notas: STM32H757XIH6 no es igual a MCU normal. El uso correcto del proceso consiste en planificar primero la división dual-core del trabajo, luego diseñar el modo de comunicación entre núcleos, y finalmente determinar el hardware y los periféricos. En lugar de hacer la impresión antes de pensar en cómo funciona el software.

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¿Cómo funciona STM32H757XIH6 de manera confiable, a largo plazo y estable?

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Principio de trabajo

El principio de funcionamiento de STM32H757XIH6 es de poder en - arranque - operación sinérgica de doble núcleo - periféricos y flujo de datos - excepción y recuperación de esta línea de trabajo completa. Realice la operación estable y paralela de operaciones complejas y control en tiempo real.
1. Power on → power monitor → reset de seguridad

• Proceso de encendido: cada dominio de potencia (VDD/VDDA/VDDCORE) se establece, el circuito interno de gestión de energía comienza a funcionar, el circuito POR/BOR (power on/subvolt reset) entra en vigor y el chip se mantiene forzado en el estado de reset hasta que el voltaje se estabilice.
• Determinación del núcleo de arranque: cortex-m7 es el núcleo de arranque principal. Cortex-m4 está en espera por defecto. El dual core no se inicia al mismo tiempo, sino que el núcleo principal controla el esclavo

2. Inicio del núcleo principal M7 → inicialización del sistema

• Responsabilidades de inicialización de M7: inicialización del sistema de reloj (PLL/HSE/HSI), configuración del modo de alimentación, configuración SRAM/Cache, activación del reloj periférico, inicialización de recursos de comunicación de doble núcleo (RAM/HSEM compartida)
• M7 inicia M4: M7 escribe la dirección del programa de M4 en el registro especificado - libera el control de reset en M4 -M4 comienza a ejecutar sus propios programas de forma independiente

3.M7 inicia M4 → dual core parallel

• Tres razones por las que el paralelismo no es conflictivo: unidades de ejecución independientes, estructura de almacenamiento jerárquica, matriz multibus
• Modo de funcionamiento básico: M7 es responsable de GUI, Ethernet/USB, procesamiento de datos. M4 para el muestreo, PWM/control, protección en tiempo real.

4. Sinergia dual core a través de memoria compartida + HSEM

• Un núcleo escribe datos a la SRAM compartida
• Bloquear recursos con semáforos de hardware (HSEM)
• Libere HSEM después de escribir los datos
• Notificar a otro núcleo para leer

5. Operación automática para periféricos + DMA

• CPU responsable de la configuración
• Funcionamiento autónomo de periféricos
• DMA responsable del tratamiento de datos

6. Watch dog + mecanismo de reset para garantizar la estabilidad a largo plazo

• Mecanismo watchdog
• IWDG/WWDG independiente de la CPU
• Si el programa anormal no alimenta al perro -- -- reset automático
• Manejo de excepciones de potencia y reloj
• Bajo voltaje -- -bor reset
• Excepción del reloj -- - cambio/reset automáticos

Preguntas frecuentes acerca de STM32H757XIH6

Q1: ¿Cuántas fuentes de alimentación necesita STM32H757XIH6? Puede usar sólo el camino
No se recomienda usar solo todo el camino, STM32H757XIH6 adopta diseño de dominio múltiple, con el fin de mejorar la estabilidad y la capacidad antiinterferente, la alimentación simplificada puede conducir a una disminución de la precisión ADC o inestabilidad del sistema
Q2: ¿Puede IO conectar dispositivos 5V?
No, el voltaje de entrada GPIO no debe exceder el VDD + 0.3v. La señal 5V debe hacer una conversión de nivel o tensión parcial. De lo contrario, habrá riesgo de daños a largo plazo.
Q3: ¿Puede el GPIO conducir un relé o un motor directamente?
No, el controlador GPIO tiene una corriente limitada. Los relés, motores, luces LED, etc. deben ser accionados de forma aislada a través de triodos o MOSFET.
Q4: ¿STM32H757XIH6 apoya la temperatura industrial?
Soporte STM32H757XIH6 -- 40°C a +85°C, adecuado para entornos de operación a largo plazo, como control industrial, equipos de automatización, etc.

Imagen

Número de pieza

Fabricante

Paquete/Caja

Serie

Embalaje

Estado del producto

Programable

Procesador central

Tamaño de núcleo

Velocidad

Conectividad

Periféricos

Número de E/S

Tamaño de memoria de programa

Tipo de memoria de programa

Tamaño de EEPROM

Tamaño de RAM

Voltaje - Alimentación (Vcc/Vdd)

Convertidores de datos

Tipo de oscilador

Temperatura de funcionamiento

Grado

Calificación

Tipo de montaje

Proveedor Dispositivo Paquete