[導(dǎo)讀] STM32F723E主打高速USB PHY特性，新探索套件還內(nèi)置一個(gè)安捷倫Pmod連接器和新定義的STMod+連接器，后者讓用戶能夠通過所提供的扇出接插板，連接Wi-Fi模塊、 SeedStudio Grove模塊、MikroElektronika click boards，或者連接電路試驗(yàn)板快速開發(fā)原型。

　　說實(shí)話，筆者覺得有點(diǎn)跟不上ST的節(jié)奏，我說的不是ST的全部產(chǎn)品，單是為MCU推出的評(píng)估套件這一塊，就令人目不睱接。

　　去年下半年的STM32F769-DISCO還沒完全熟悉，然后就是NUCLEOF412/F413系列出來了。這不，ST又推出了STM32F723E-DISCO及NUCLEO-F722E，前者隸屬DISCOVERY陣營，搭載的是 STM32F723IEK6 MCU，主打高速USB PHY特性，后者使用的是STM32F722ZET6 MCU，是了款標(biāo)準(zhǔn)的NUCLEO-144評(píng)估板。

　　在USB 3.0及USB 3.1大行其道的今天，MCU上的USB接口仍然處于相對(duì)落后的狀態(tài)，雖則現(xiàn)有MCU大多提供了USB HS/FS接口，但其速率大多止步于全速USB接口標(biāo)準(zhǔn)，數(shù)據(jù)吞吐率極其有限，這樣限制了MCU在大數(shù)據(jù)吞吐場(chǎng)合的應(yīng)用。下表給出了目前USB接口的一參考數(shù)據(jù)。

　　STM32F723IEK6微控制器的USB-HS (高速)設(shè)備物理層(PHY)芯片的高速USB連接器，以及USB-FS (全速)連接器和TFT 240x240像素LCD觸摸屏。該套件還預(yù)裝演示軟件，包括一個(gè)WAV音頻播放器、簡易視頻播放器和錄音機(jī)。

　　STM32F723E-DISCO不僅為用戶帶來了高速USB體驗(yàn)，同時(shí)秉承了DISCO一貫的主張，板載大量的傳感器及LCD，為用戶提供豐富的外設(shè)接口，帶來更好的體驗(yàn)。

　　STM32F723E-DISCO開發(fā)套件包括MEMS麥克風(fēng)、MEMS傳感器、音頻編解碼器和用戶界面顯示屏，支持創(chuàng)新應(yīng)用演示?；诟咝阅躍TM32F7微控制器，新探索套件STM32F723E-DISCO標(biāo)志著下一代靈活性即將到來，為開發(fā)人員提供功能更豐富的第三方模塊，進(jìn)一步擴(kuò)展應(yīng)用功能。

　　除Arduino Uno排針外，新探索套件還內(nèi)置一個(gè)安捷倫Pmod連接器和新定義的STMod+連接器，后者讓用戶能夠通過所提供的扇出接插板，連接Wi-Fi模塊、 SeedStudio Grove模塊、MikroElektronika click boards，或者連接電路試驗(yàn)板快速開發(fā)原型。

　　我要看板子，別廢話!行，這就看。

　　居然象是工包?這次的包裝里面居然連用戶快速指南都省了，不要懷疑是否二手，貨真價(jià)實(shí)，就是這個(gè)樣。

　　套件內(nèi)包括兩塊板，其中一塊是擴(kuò)展板，ST管它叫Fanout，提供了目前流行的一些接口，如MikroElektronika Click board兼容接口。

　　STM32F723E-DISCO提供的主要特性如下：

　　● STM32F723IEK6微控制器，512KB Flash，256KB SRAM，UFBGA176封裝

　　● 板載ST-LINK/V2-1調(diào)試器

　　● 240X240分辨率LCD，帶觸摸屏，大小為1.54英寸

　　● SAI音頻解碼器

　　● 4個(gè)ST-MEMS MIC

　　● 音頻輸入、輸出接口

　　● 512Mbit QSPI Flash存儲(chǔ)器

　　● 8Mbit PSRAM存儲(chǔ)器

　　● USB OTG HS/FS接口

　　● ESP-01 WiFi接口

　　● PMOD連接器

　　● STMod+連接器

　　● Fanout擴(kuò)展板

　　STM32F723E-DISCO開發(fā)板正面的一些主要元器件，主要包括LCD、ESP8266接口、USB OTG接口及PMOD、STMod+連接器等。

　　STM32F723E-DISCO開發(fā)板背面的設(shè)備，主要包括有STM32F723MCU，擴(kuò)展的QSPI及PSRAM存儲(chǔ)器，Ardduino UNO V3接口及WM8994音頻解碼器等。

　　套件內(nèi)的Fanout擴(kuò)展板提供了豐富的其它類型接口，如下圖

　　Fanout擴(kuò)展板提供了一些其它設(shè)備廠商開發(fā)的流行設(shè)備接口，如Grove System提供的Grove接口，在Arduino及Intel的許多設(shè)備上使用非常頻繁，F(xiàn)anout板上提供了兩個(gè)：UART及I2C接口，可以方便的對(duì)接基于Grove接口的外設(shè)。另外現(xiàn)在基于Mikrobus的外設(shè)也非常多。通過Fanout擴(kuò)展板，STM32F723E-DISCO的適用性大增強(qiáng)。

　　STM32F723E-DISCO板載一顆STM32F723IEK6的芯，基于ARM Cortex-M7，最高主頻216MHz，支持FPU運(yùn)算，內(nèi)置的ART加速技術(shù)，結(jié)合8KB的數(shù)據(jù)及8KB的指令緩存，可實(shí)現(xiàn)0等待執(zhí)行操作。該CPU的CoreMark運(yùn)算得分高達(dá)1082。

　　注意到MCU上的ES標(biāo)志，這與一般意義是的STM32產(chǎn)品是有區(qū)別的，ES或E表明該產(chǎn)品尚未具備正式量產(chǎn)的資格。

　　STM32F723系列還有一個(gè)顯著的特性，在MCU內(nèi)集成了PHY HS。也就意味著使用STM32F723實(shí)現(xiàn)USB HS功能時(shí)，不需要額外使用外部PHY設(shè)備，USB HS通過開板板上的CN19與外部設(shè)備連接，實(shí)現(xiàn)高速通信。內(nèi)部連接原理圖如下

　　STM32F723E-DISCO開發(fā)板上的LED LD8與USB電源開關(guān)連接，用來指示設(shè)備工作狀態(tài)，另外LED LD7用來指示電流是否過載。當(dāng)使用ST-LINK來供電時(shí)，OTG最提供最大100mA的電流輸出，如果要輸出更高的電流，則只能使用外部電源來給開發(fā)板供電。

　　雖然MCU只提供了512KB/256KB的FLASH/SRAM存儲(chǔ)組合，但是根本不用擔(dān)心STM32F723E-DISCO的存儲(chǔ)瓶頸，因?yàn)殚_發(fā)板上還集成了一個(gè)8-Mbit的PSRAM，PSRAM的型號(hào)為IS66WV51216EBLL-55BLI，通過FMC接口來實(shí)現(xiàn)訪問，可實(shí)現(xiàn)16位數(shù)據(jù)傳輸及18位尋址能力。

　　另外STM32F723E-DISCO開發(fā)套件上還提供了一顆512Mbit的NOR Flash外部存儲(chǔ)芯片，通過QSPI與MCU連接，以實(shí)現(xiàn)更多的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)能力，NOR Flash的型號(hào)為MX25L51245G。

　　該存儲(chǔ)模塊大大擴(kuò)充了開發(fā)板的存儲(chǔ)能力，可心用來存儲(chǔ)字庫或圖像等比較大的資源。

　　STM32F723E-DISCO開發(fā)板的其它一些圖片，供欣賞。

　　初步認(rèn)識(shí)了STM32F723E-DISCO開發(fā)板的外觀及一些主要的特性，現(xiàn)在準(zhǔn)備給開發(fā)板上電，體驗(yàn)預(yù)置的程序提供的一些基本功能。

　　需要完整的體驗(yàn)STM32F723E-DISCO開發(fā)板出廠固件提供的功能，需要準(zhǔn)備一根OTG數(shù)據(jù)線，一個(gè)U盤或者SD卡(配合讀卡器)以及一副耳機(jī)。將ST官方提供的Media資源包復(fù)制到U盤或TF卡上，供程序讀寫。

　　連接好之后的整體效果圖，其中OTG連接到開發(fā)板的CN19上，耳機(jī)連接到開發(fā)板的Line Out上，上圖是播放音樂的界面。最后是連接ST-LINK給開發(fā)板供電。

　　首次上電，提醒用戶校準(zhǔn)觸屏，點(diǎn)擊屏幕上提供的校準(zhǔn)點(diǎn)，顯示屏的大小為1.54英寸，240X240的分辨率，一般男性使用手指來觸摸的話有點(diǎn)難度。

　　這是系統(tǒng)出廠時(shí)提供的演示程序，界面包括4個(gè)功能，視頻播放、音頻播放、時(shí)鐘及錄音功能。

　　這是播放AVI的效果，播放畫面非常流暢，這要?dú)w功于微處理器強(qiáng)大的運(yùn)算能力。

　　錄音效果，開發(fā)板上4個(gè)MEMS MIC提供了較好的降噪處理能力，實(shí)際錄音效果不錯(cuò)。

　　ST一直致力于打造一個(gè)良好的生態(tài)系統(tǒng)。除了在硬件方面為廣大用戶提供了豐富的硬件評(píng)估套件，軟件方面也是不遺余力，配套的STM32CUBEMX圖形開發(fā)環(huán)境及豐富的例程庫、代碼，能幫助用戶快速掌握軟件開發(fā)過程，累積開發(fā)技能并迅速應(yīng)用到實(shí)際工程上。

　　這里建立一個(gè)簡單的工程，實(shí)現(xiàn)LED燈及UART通信功能，為后面的CoreMark測(cè)試為準(zhǔn)備。

　　打開STM32CUBEMX圖形化程序，新建一個(gè)工程

　　在這里選擇合適的MCU型號(hào)，可以使用MCU Filters來迅速找到自己需要的MCU型號(hào)，例如這里STM32F723IEKx就是我們需要的。

　　配置RCC資源，STM32F723E-DISCO開發(fā)板上焊接了25MHz的外部晶振，將上圖中的Disable選項(xiàng)改為外部晶振適用的選項(xiàng)。

　　圖形化的配置模式結(jié)合自動(dòng)計(jì)算功能，可以很快設(shè)定時(shí)鐘樹，這里將時(shí)鐘HCLK設(shè)定為216MHz，這也是官方推薦的最高運(yùn)行頻率。其它需要設(shè)置的參數(shù)還包括LED用到的GPIO，這里使用PA5，其它如UART，這里用到的是UART6，這是開發(fā)板上預(yù)設(shè)的與VCOM進(jìn)行通信用到的端口。

　　配置后時(shí)鐘之后，對(duì)設(shè)備進(jìn)行具體參數(shù)的設(shè)定，這里指定MCU的一些特性，如使用TCM接口來取代AXIM接口，以實(shí)現(xiàn)更高的性能。

　　配置完設(shè)備參數(shù)之后，導(dǎo)出開發(fā)平臺(tái)相關(guān)的工程文件，如下

　　這里指定的參數(shù)主要是工程的名稱、位置、IDE的類型(這里使用IAR，也就是EWARM)，下面還可以指定工程文件中堆和棧的大小。

　　STM32CUBEMX生成的只一個(gè)工程框架，具體的程序邏輯還需要用戶自行設(shè)計(jì)，輸入相應(yīng)的代碼。打開工程中的main.c文件，在程序的主循環(huán)中輸入如下代碼，實(shí)現(xiàn)簡單的閃爍功能。

　　/* Infinite loop */

　　/* USER CODE BEGIN WHILE */

　　while (1)

　　{

　　/* USER CODE END WHILE */

　　/* USER CODE BEGIN 3 */

　　HAL_GPIO_TogglePin(GPIOA, GPIO_PIN_5);

　　HAL_Delay(500);

　　}

　　/* USER CODE END 3 */

　　注意代碼中的大量注釋，STM32CUBEMX生成的工程為用戶代碼預(yù)留了插入位置，將代碼寫到這些規(guī)定的位置以防止再次生成工程時(shí)被覆蓋。

　　編譯并下載代碼到開發(fā)板上，與PA5對(duì)應(yīng)的LED燈就會(huì)開始閃爍了。基本的功能測(cè)試完畢，可以將CoreMark的代碼插入到現(xiàn)有工程中，使用CoreMark平臺(tái)來測(cè)試硬件性能。CoreMark的STM32移植，請(qǐng)參考官方的移植資料，這里不贅述。

　　這是使用IAR對(duì)工程進(jìn)行優(yōu)化編譯后得到的CoreMark測(cè)試結(jié)果，看到得分為1056，與官方宣稱的1082非常接近，反映了STM32F7的真實(shí)性能。

　　接下來測(cè)試USB PHY的性能。STM32F723內(nèi)置USB PHY，能夠?qū)崿F(xiàn)USB高速數(shù)據(jù)傳輸，理論上最高可達(dá)480Mbps的速度，不過受外部其它因素的影響，如存儲(chǔ)介質(zhì)的性能，傳輸?shù)木唧w實(shí)現(xiàn)方法等約束，實(shí)際傳輸速度肯定會(huì)大打折扣。

　　測(cè)試方案如下，使用U盤連接到開發(fā)板的OTG HS接口，使用FatFS文件系統(tǒng)寫入一定量的數(shù)據(jù)，計(jì)算使用的時(shí)間，最后粗略得到一個(gè)測(cè)試的結(jié)果，部分代碼如下

　　//reading sectors

　　volatile static int32_t count = 0;

　　volatile static int32_t times = 8000;

　　volatile static int32_t sectors = 4;

　　char msg[100] = {0};

　　char buff[4096] = {0};

　　DRESULT status = RES_ERROR;

　　printf("start reading...rn");

　　count = HAL_GetTick();

　　for(int32_t i = 0; i < times; i ++) {

　　//res = f_write(&MyFile, wtext, sizeof(wtext), (void *)&byteswritten);

　　status = disk_read(0, buff, 156, sectors);

　　if((status != RES_OK))

　　printf("Error Writing sectors...");

　　}

　　count = HAL_GetTick() - count;

　　printf("total ticks: %drn", count);

　　float total_mega_bytes = sectors * 512 * times / 1000.0f / 1000.0f;

　　sprintf(msg, "total %6.4f MB writedrn", total_mega_bytes);

　　printf(msg);

　　sprintf(msg, "transforming rates: %6.4f MB/Secrn", total_mega_bytes * 1000.0f / count );

　　printf(msg);

　　使用FatFs中的標(biāo)準(zhǔn)配置，每扇區(qū)大小為512字節(jié)，執(zhí)行連續(xù)的扇區(qū)讀操作，讀取的扇區(qū)數(shù)為4個(gè)，連續(xù)讀取8000次，最后計(jì)算得到的數(shù)據(jù)吞吐率，測(cè)試的結(jié)果如下

　　寫入速度只有4.28Mps的樣子，已經(jīng)超過了FS的標(biāo)準(zhǔn)，確實(shí)是使用HS的模式來操作。為了對(duì)比FS模式下的數(shù)據(jù)傳輸率，同樣的代碼，通過FS接口重新來測(cè)試一遍，得到的測(cè)試結(jié)果如下

　　這里的結(jié)果顯示為0.85MB/Sec，只有全速標(biāo)準(zhǔn)一半的樣子。

　　通過前面的對(duì)比測(cè)試不難發(fā)現(xiàn)高速USB PHY確實(shí)是工作的，HS相比FS的效率已大大提高，其實(shí)前文已提及到，USB數(shù)據(jù)吞吐率受多方面的影響，硬件只是其中一個(gè)要素，其它如存儲(chǔ)介質(zhì)的性能、讀寫方式設(shè)置的差異，都會(huì)影響到整體效果，木桶效應(yīng)的消除，需要權(quán)衡各方面的要素。

　　這次的STM32F722/723還帶來一個(gè)新的技術(shù)，Proprietary code read out protection (PCROP)，即私有代碼的讀寫保護(hù)功能。PCROP技術(shù)通過將需要保護(hù)的代碼放入指定扇區(qū)(0到7)來防止來自最終用戶的修改或讀取操作，任何試圖通過ITCM或AXI總線讀取操作都會(huì)觸發(fā)如下錯(cuò)誤：

　　● 總線錯(cuò)誤

　　● FLASH_SR的RDERR標(biāo)志被置位，同時(shí)觸發(fā)中斷

　　這部分代碼只能通過fetch的方式來獲取，最終保護(hù)用戶的利益。該區(qū)域的內(nèi)存映射如下

　　這是一種層次授權(quán)機(jī)制，典型的情況是level n用戶編寫一段代碼，授權(quán)給level n+1用戶調(diào)用，這是一種靈活的授權(quán)機(jī)制，在保證了代碼私有的情況下，提供了更靈活的使用方式。

　　ST提供了X-CUBE-PCROP庫，專門用于幫助用戶快速掌握該技術(shù)，庫包含STM32F4、STM32F7及STM32L4三種版本的源碼供用戶參考。

　　最后的結(jié)論，STM32F723E-DISCO開發(fā)板非常不錯(cuò)，自ST將自家的開發(fā)板重新分類以后，NUCLEO主打核心MCU功能，EVAL一直高高在上，平民百姓難得一見，只有DISCO系列似已成為ST新技術(shù)試驗(yàn)的溫床，各種新技術(shù)、新功能都能在DISCO板上找到影子，而且DISCO上集成的諸多外設(shè)，讓評(píng)估用戶無需了解太多細(xì)節(jié)，通過HAL庫提供的相關(guān)示例代碼，可以迅速評(píng)估并做出初步?jīng)Q策，的確為研發(fā)人員省心不少。

　　STM32F723E-DISCO的官方報(bào)價(jià)為$39，良心再次體現(xiàn)!

　　參考資源：

　　STM32F723E-DISCO

　　X-CUBE-PCROP

　　COREMARK代碼

　　特別推薦