電子發(fā)燒友App
隨著可穿戴設(shè)備、智能家居等物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的縱向高速發(fā)展，人們寄希望于這些產(chǎn)品也能具有像智能手機(jī)一樣直觀的圖形交互界面，這使廠商對(duì)微控制器圖形處理顯示的性能也越來(lái)越高。針對(duì)這樣的現(xiàn)象，最近，意法半導(dǎo)體推出了全新系列的STM32F469/479微控制器，通過(guò)整合高性能的ARM Cortex-M4處理器、Chrom-ART Accelerator技術(shù)及已被廣泛用于智能手機(jī)和平板電腦的MIPI-DSI技術(shù)，大大提升了即時(shí)處理速度以及圖形處理顯示性能，為那些需要實(shí)現(xiàn)圖形交互界面的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用提供了殺手級(jí)的功能。此次愛(ài)板網(wǎng)也有幸第一時(shí)間體驗(yàn)到了基于STM32F469系列MCU的STM32F469 Discovery開(kāi)發(fā)板，一起來(lái)見(jiàn)識(shí)一下吧。
STM32F469 Discovery開(kāi)發(fā)板
STM32F469同樣采用的是STM32F系列經(jīng)典的蝴蝶包裝，但不同的是，第一眼看到并不僅僅是一塊簡(jiǎn)單的開(kāi)發(fā)板，而是一整塊大黑屏幕，竟然有點(diǎn)息屏美學(xué)的意味，忍不住贊嘆一番。
?
?
取出開(kāi)發(fā)板后能很直觀到看清整個(gè)屏幕，4英寸的LCD顯示屏，和當(dāng)年的iphone4用的可是同樣大的屏幕，是不是有種感嘆，世界發(fā)展的太快，開(kāi)發(fā)板都這么玩了。
?
?
在開(kāi)發(fā)板正面屏幕兩側(cè)則是一些LED以及MEMS麥克風(fēng)，背面的話是整個(gè)板卡的核心器件，說(shuō)起來(lái)，這個(gè)格局調(diào)調(diào)和ST的STM32F7 Discovery開(kāi)發(fā)板非常相似。使用過(guò)ST Discovery開(kāi)發(fā)套件的工程師都知道，ST探索套件可以讓用戶非常方便、快速地開(kāi)發(fā)應(yīng)用程序，而板載的硬件外設(shè)基本都是用于更好的評(píng)估微控制器的功能，按照國(guó)際慣例，我們就先具體來(lái)看看STM32F469 Discovery板卡到底有些什么資源。
?
?
具體的資源如下：
STM32F469NIH6微控制器，采用BGA216封裝
USB OTG FS
3個(gè)MEMS數(shù)字麥克風(fēng)
SDRAM、四通道SPI閃存
4.0英寸帶電容屏的彩色LCD-TFT，分辨率800*480
4個(gè)LED指示燈、用戶按鈕、復(fù)位按鈕
Arduino?UNO擴(kuò)展接口
板載ST-LINK/ V2-1，提供了一個(gè)嵌入式調(diào)試器和編程的STM32微控制器，支持mbed
不出意外，STM32F469 Discovery同樣支持mbed項(xiàng)目，看來(lái)以后的ST系列開(kāi)發(fā)套件都將沿這個(gè)趨勢(shì)“進(jìn)化”了。
STM32F469 Discovery板卡的硬件系統(tǒng)框圖如下：
?
?
再來(lái)看下板卡上的核心微控制器STM32F469NIH6，這也是全球首款集成MIPI-DSI接口的MCU，聽(tīng)起來(lái)還挺“詐?！比说?，MIPI-DSI即移動(dòng)產(chǎn)業(yè)處理器接口的顯示標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，該串行接口通過(guò)少量引腳即可連接顯示器，并能夠提高支持的顯示分辨率。我們通常能在網(wǎng)上智能手機(jī)、平板的拆解中看到，至于微控制器集成MIPI接口，那還真是聞所未聞，看來(lái)STM32F469NIH6理所當(dāng)然的拿下全球首款的稱號(hào)了。
?
?
STM32F469NIH6基于高性能的ARM Cortex-M4處理器，集成FPU單元以及DSP，最大主頻支持180MHz，內(nèi)部集成2MB Flash、384 KB SRAM超大存儲(chǔ)空間，豐富的外設(shè)資源包括SPI、FMC、以太網(wǎng)MAC、SDMMC、USB FS，攝像頭接口、I2S等接口，具體可以參考下面的硬件系統(tǒng)框圖。（點(diǎn)擊圖片放大）
?
?
當(dāng)然，此次微控制器最重要的還是搭載的圖形處理、顯示方面的資源，包括：
Chrom-ART加速器
TFT LCD控制器
MIPI-DSI接口
Chrom-ART Accelerator是一個(gè)2D直接記憶體存取外設(shè)，在非常低的CPU負(fù)載條件下即可實(shí)現(xiàn)先進(jìn)的圖形處理功能，能夠直接存取、解碼以及混合圖像資料，并直接輸出到LCD液晶顯示器，配合內(nèi)部的TFT LCD控制器以及MIPI-DSI接口，可以說(shuō)相得益彰，從這幾點(diǎn)上看，STM32F469NIH6針對(duì)圖形處理顯示方面的努力，還真是蠻拼的，我們接下來(lái)就上電啟動(dòng)板子，看看實(shí)際的效果如何。
上電啟動(dòng)
STM32F469 Discovery提供了3種不同的供電方式，分別是miniUSB、USB OTG以及Arduino擴(kuò)展接口供電，并且不同的供電對(duì)應(yīng)不同的跳帽選擇，如下圖所示。
?
?
我們就以最常用的ST-LINK V2-1 USB接口供電，插上電源，板卡運(yùn)行出廠默認(rèn)的RTOS系統(tǒng)，1.2版本的，基本功能包括音頻、視頻播放，游戲、家居監(jiān)控等功能。
?
?
另外，還有一個(gè)特別特別重要的功能Touch GFX，什么是Touch GFX？
TouchGFX是一個(gè)獨(dú)特的軟件框架，可以在低性能的硬件上實(shí)現(xiàn)媲美智能手機(jī)上的圖形用戶界面（GUI），一句話，如果你有在MCU上跑圖形用戶界面的需求，一旦你用了Touch GFX，那就再也回不去了。
點(diǎn)開(kāi)Touch GFX，里面有幾個(gè)功能項(xiàng)，如下圖所示。
?
?
用戶控制Demo，里面包括了日歷，傳感器等顯示功能。
?
?
TouchGFX展示Demo，包括介紹什么是TouchGFX等。
?
?
圖表的Demo
?
?
另外，TouchGFX還內(nèi)置了一個(gè)Bird Eat Coin游戲的Demo。
重頭戲來(lái)了?。?！
這是一個(gè)非常直觀的呈現(xiàn)Chrom-ART加速功能效果的游戲Demo，如下圖所示，我們關(guān)閉Chrom-ART加速功能，MCU的占用率大概在75%左右。
?
?
當(dāng)打開(kāi)Chrom-ART加速功能，MCU的占用率瞬間降到了4%左右，而且在玩這游戲的時(shí)候明顯感覺(jué)到更加流暢。
?
?
另外，我們也在測(cè)試了下在開(kāi)啟和關(guān)閉Chrom-ART時(shí)的功耗，將萬(wàn)用表連接到開(kāi)發(fā)板的電流測(cè)試跳帽處，如下圖所示。（設(shè)備有些簡(jiǎn)陋，用的是普通的萬(wàn)用表，難免有所誤差，測(cè)試結(jié)果供參考）
在關(guān)閉Chrom-ART加速功能時(shí)，測(cè)得的電流大概為101.9mA。
?
?
而當(dāng)開(kāi)啟Chrom-ART加速功能時(shí)，測(cè)得的電流大概在97.0mA，兩者之間也有相差5mA的電流，確實(shí)在處理復(fù)雜圖形的時(shí)候，開(kāi)啟Chrom-ART加速功能在大大降低MCU的占用率后能有效的減少功能，非常不錯(cuò)。
?
?
從這個(gè)TouchGFX功能的演示來(lái)看，無(wú)論是物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，還是大多數(shù)的工業(yè)應(yīng)用，簡(jiǎn)單而直觀的觸摸型控制越來(lái)越受重視，而在此之前，像STM32F469一樣可以勝任復(fù)雜圖形處理的MCU并不多見(jiàn)，現(xiàn)在，我們使用STM32F469 Discovery開(kāi)發(fā)板，通過(guò)TouchGFX，真正意義上帶來(lái)了一套低成本、低功耗的圖形解決方案，是不是很棒！
小結(jié)
介紹了意法半導(dǎo)體最新推出的STM32F469 Discovery開(kāi)發(fā)板，板卡搭載核心微控制器STM32F469NIH6，基于一顆性能強(qiáng)大的低功耗32位ARM Cortex-M4處理器，輔以Chrom-ART加速和ART Accelerator存取加速技術(shù)，新產(chǎn)品可提升圖形處理性能、即時(shí)處理速度以及內(nèi)核對(duì)程式記憶體的存取速度。通過(guò)整合加速器和MIPI-DSI介面，STM32F469NIH6能夠獨(dú)立執(zhí)行要求嚴(yán)格的即時(shí)系統(tǒng)控制、監(jiān)視等應(yīng)用任務(wù)，無(wú)需另外搭載性能更強(qiáng)大、能耗更高的處理器，真正做到低成本、低功耗的圖形交互界面功能，這對(duì)目前廣闊的物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)控制等領(lǐng)域無(wú)疑是一個(gè)優(yōu)異的參考設(shè)計(jì)方案，有興趣的工程師可以多多關(guān)注。
工商網(wǎng)監(jiān)
評(píng)論