[原创]STM32F469 discovery Kit 测评


前言: 在能申请这个套件的之前,我就已经在st mcu finder这个手机app上看到STM32F469 discovery Kit的相关消息了。

http://www.st.com/web/en/news/n3743

而在此之前也有相关的网页在说STM32F469/479。

接下来简单的介绍下,这款app,因为有些时候我们在使用stm32的时候可能需要查询一些文档。这个app可以告知我们这款型号的mcu有哪些文档,这样也避免了我们花时间去搜。

1、首先打开app主界面,这里面最下面会有ST的一些动态新闻。如主界面的最下面,就是在说stm32f469 discovery kit的新闻。

2、如果我使用芯片型号搜索向导,这个选项。

里面以stm32f479为例。

可以看到这个型号下,我们需要的一些参考手册。如应用笔记,数据手册等等,我知道这些手册的名字,可以选择现在到手机,也可以选择去ST的官网下载。这样以来会稍稍方便一点点。

一、Discovery Kit 外观展示

单单从外观看出,这款的STM32F469这款discovery kit 比起以往的STM32F429 discovery kit 配置要稍稍豪华一些(单看屏幕就知道了)。

STM32F469 discovery kit这款板子上配置的是:STM32F469NIH6U(TFBGA216封装)

http://www.st.com/web/catalog/tools/FM116/CL1620/SC959/SS1532/LN1848/PF262395

二、上电测试

上电测试之前,当然要先看如下的这个说明:

上电测试的视频(请点击下方阅读原文观看视频)我已经录屏上传至优酷(包括各个菜单的演示)。

连接方式:

CN1外接type A to Mini USB的线连接至电脑,CN13 USB OTG connector 外接 OTG转USB接口线,USB口接U盘或者SD卡读卡器。

(当然,作者的OTG转USB的线,连接一个128M的SD的读卡器来演示的)

总体的感觉:

1、在运行如下TouchGFX的菜单下的小游戏时,感觉就跟玩IPAD一样;

2、不知道为什么视频播放不了,我转成中mp4的格式还是不行。

3、播放音乐,必须要转成WAV格式的,才能被识别。

4、原以为这个GUI的界面是基于emWin的,后来看到如下的这个菜单:

这个是基于Touche GFX这个GUI工具的

所以就在如下的网页中了解了下Touche GFX这个工具

http://www.st.com/web/catalog/tools/FM116/CL1620/SC959/SS1532/LN1848/PF262395

这个网页中包含了STM32F469 discovery这个板子的所有文档和一些需要的软件。

我们可以看到在Related Tools and Software这个标题下,多了一个软件--->DRA-TouchGFX

点进去了解下DRA-TouchGFX这个工具,发现这个工具有点像我们EMWIN,而且我尝试注册了下,发现这个工具是要收费的,所以放弃了。

http://touchgfx.com/stmicroelectronics/

当然了,在这里丢出EMWIN的下载链接。相关的资料,有需要的网友可以下载。

https://www.segger.com/downloads.html?pid=26

5、连接CN1,电脑会显示一个2M的外部存储设备。(当然在这之前是要安装驱动的,在这里不做过多的说明)

显然这个HTM的文件是连接到MBED的,这个MBED想必大家是了解的。但是据我的了解,这一部分的具体的使用及培训,ST还没有更详细一些的说明。希望以后会有。

6、外接电池,功耗测试:

对于这一点,作者我的想法是:通过外接电池盒(3节1.5V的干电池,外接JP2口;然后在JP5口串入万用表(万用表的电流当),测试该discovery板子在跑这个已有的“系统”的时候,整板功率的范围)。

因为我在想,如果真如其性能所言,那么外接电脑的usb口,因为usb口的电流约为500mA,这样持续供电不能体现其性能的优越性;而电池则是不一样,随着放电,其电流的大小会有变化,这样如果还能继续的工作,那么这个低功耗优越性不就显而易见了吗。

试想想,外接这样一个4-inch 800x480 TFT color LCD with capacitive touch panel的屏,在设计之初,怎么不会去考虑功率呢?

通过以上,电池盒给discovery的板子供电,板子照常可以运行。这个时候应在在如上图的JP5处,接串入万用表(电流档)。

但是在这里给大家说声抱歉,因为我的这个型号的万用表,没有电流档。所以我的这个想法只能进行到这里了。

三、STM32F469介绍

看完了外观,难免需要介绍下stm32f469了。

STM32F469和SMT32F479系列产品提供最高ARM® Cortex®-M4性能并集成大容量存储器和丰富的外设以实现最先进的消费类、工业和医疗应用。适用于Flash存储器的ART Accelerator™和适用于结合LCD-TFT和MIPI-DSI显示接口进行图形处理的Chrom-ART Accelerator™,能够为高要求的实时处理提供足够资源和高级用户界面。

STM32F469和SMT32F479系列产品提供了512KB~2MB Flash、384KB SRAM和168~216个引脚。最小封装尺寸至4.89 x 5.69 mm。

性能:在180 MHz频率下,从Flash执行时,STM32F446和STM32F479能够提供225 DMIPS/608 CoreMark性能,并且利用意法半导体的ART Accelerator™实现了零等待状态。DSP指令和浮点运算单元扩大了产品的应用范围。

图形用户界面:

STM32F469和STM32F479集成意法半导体的专利Chrom-ART Accelerator™,在非常低的CPU负载条件下即可实现先进的图形处理功能,并能够提供先进的用户界面和更丰富的体验。

除了集成有TFT-LCD控制器,还集成了新型显示接口(MIPI串行显示接口)。该串行接口通过少量引脚即可连接显示器,并能够提高支持的显示分辨率。

集成:得益于灵活的存储控制器(FMC)和双模式Quad SPI接口,轻松扩展存储范围。在90 MHz下工作的FMC带有一个32位的并行接口,能支持Compact Flash、SRAM、PSRAM、NOR、 NAND以及SDRAM存储器。双模式Quad SPI工作频率为90 MHz,实现了高性价比的NOR Flash,并支持内存映射模式。

音频:2个专用音频PLL,2路全双工I2S和1路串行音频接口(SAI),支持全双工I2S和时分复用(TDM)模式。

通信:

以太网MAC和USB OTG FS及HS,带有专用电源轨使片上USB PHY能够在整个MCU供电电压范围内工作。

扩展通信接口(包括4个USART、4个速度达11.25 Mbit/s的UART、6个速度达45 Mbit/s的SPI、3个具有新型可选数字滤波器功能的I2C、2个CAN、SDIO以及摄像头接口)。

模拟:两个12位DAC和三个速度为2.4 MSPS或7.2 MSPS(交错模式)的12位ADC。

定时器:多达17个频率高达180 MHz的16和32位定时器。

加密:STM32F479还集成了支持AES-128、-192和-256以及三重DES、散列函数(MD5、SHA-1、SHA-2)、HMAC、真随机数发生器(TRNG)的硬件加密加速器。

功效:该系列产品采用意法半导体90 nm工艺和ART Accelerator™,具有动态功耗调节功能,能够在运行模式下和从Flash存储器执行时实现低至280 μA/MHz的电流消耗(@ 180 MHz)停机模式下,功耗为120 μA(典型值)。

参考网址:http://www.st.com/web/cn/catalog/mmc/FM141/SC1169/SS1577/LN1876

从以上的介绍可以看出:STM32F469和SMT32F479主要在图形和LCD,音频方面做了不少的提升。而且SMT32F479的加密看起来更加高大上一些。

四、STM32F4 key fature与其他F产品主要特性的对比

1、STM32F469与STM32F407 主要特征对比:

2、STM32F469与STM32F446RE 主要特征对比:

3、STM32F469与STM32F429 主要特征对比:

从以上的对比,我们可以发现。STM32F469以Flash memory :2M,SRAM:384+4kb的优势胜出,data bus的位数从stm32f446(16bit data bus)开始也从16bit 升级为32bit。不过最耀眼的我觉得还是其Flash存储器的ART Accelerator™和适用于结合LCD-TFT和MIPI-DSI显示接口进行图形处理的Chrom-ART Accelerator™以及NOR Flash。

五、STM32F469 Discovery Kit板面介绍及原理图介绍

1、板子配置

2、主板原理图组成:

从上图及原理图中,我们可以看到,整个板子的组成分为11个大的模块:

主控:STM32F469NIH6U、AUDIO部分、LCD部分、数字麦克风部分、SD卡部分、USB_OTG部分、128M外部SDRAM部分、Arduino接口部分、

外部引脚部分、ST_LINK部分、Power供电部分。

http://www.st.com/web/catalog/tools/FM116/CL1620/SC959/SS1532/LN1848/PF262395

探索板:STM32F469I DISCOVERY(STM32F469NI)

3、PCB图(6层板)

当然了,我们多次讨论有提到这个晶振的走线:先经过匹配电容后,再连接到晶振引脚。这个图中也有展示。

六、LCD MIPI功能和说明

Chrom-ART Accelerator,是一个能够加快图形处理速度的硬件模块,相较于Cortex-M4内核上运行软件,能够将像素格式转换速度和传输速率提高一倍。

首先这个MIPI并不是新词汇。这个功能据我的了解MIPI这个是挺早的用在手机和pad中的,像苹果的4s,ipad min中有会用到这样的接口。

而ST将这样的接口用在我们的STM32F469/479中,可见ST对这方面的重视。而ST对STM32F469/479这个MIPI的功能的说明是World’s first MIPI-DSI MCU。

http://wenku.baidu.com/link?url=ap5L4gdMwOo3VUx9I0M1xOUZFoVgUgSkZWuvg5FZN6RqvKdh26oWVEM85BFmXs9rNbyRCXmJYWEBAIO8kQmyEnstr0e-Fo3KfBQ4chaFNAW

http://wenku.baidu.com/link?url=No-mOKz2WlIAg_hCX2XBojnXzijQaKuigYTeRon9ezuz3BCEHgSwFZOTvLEzyY9K350WSbNwDH8MOylde-redUFQmNC3EAtRHCUp_N7dq9_

七、STM32F469的定位

早在2014年,ST就有篇文章对stm32f469有过定位。(应该是2014年全国巡回研讨会的内容)

STM32领跑物联创新

内容其中对STM32F469就有过定位

八、开发环境的准备与升级(包括MDK和STM32CubeMX工具的说明)

1、因为我个人用的是MDK,所以看要MDK的版本及包是否支持STM32F469.

5.13中Pack的版本需要升级

如下这个网址,我们就可以知道STM32F469/479对MDK 的DFP的包,CMSIS等的要求。

MDK5 Software Packs

2、STM32F4 CubeMX工具的准备(已升级至1.9.0版本)

打开STM32F4 CubeMX工具:

选择STM32F469 discovery板

http://www.st.com/web/en/resource/technical/document/datasheet/DM00219980.pdf

可以看到板子上有部分的IO已经被使用了

可以看到:主控STM32F469NIH6U(TFBGA216封装)

那么开始第一个工程吧。(当然也是从最简单的点灯实验开始了)

就以其例程为例吧。路径为:

盘符:\Keil_v5.13\ARM\Pack\Keil\STM32F4xx_DFP\2.6.0\Projects\STM32469I-Discovery

以GPIO_EXIT为例

根据程序,按下WAKEUP按键,LED1发光。

九、音频、LCD例程的测试

盘符:\Keil_v5.13\ARM\Pack\Keil\STM32F4xx_DFP\2.6.0\Projects\STM32469I-Discovery\Applications

1、以这个路径下的Audio这个文件夹的例程为例:

a、如果该板不连接OTG接口的USB先将无法开始播放与录音;

b、连接OTG接口的OTG转USB线后连接SD卡读卡器,设备可播放SD卡内部音频。

并且显示音频的采样率,Channel number,以及音频文件的大小。

当然也可通过菜单按钮,调节音频的音量。

当然了,音频的播放效果,如上面那个链接中,优酷视频中所示。

2、以这个路径下的LCD_Paint这个文件夹的例程为例:

a、将mdk产生的hex文件烧录进去

b、点击LCD 触摸屏区域,显示SD卡错误。所以要安装SD卡。

c、安装SD卡后,出现如下画图界面,可以画图。并且格式会将BMP格式的图形保存在SD卡中。

将读卡器连接至电脑:

十、STemwin的例程测试

以如上路径下的STemWin_SampleDemo这个文件夹的例程为例

demo中总共有12个例子。而这个程序是将这12个EMWIN例子自动循环播放。

总结

1、ST的这个STM32F469 discovery这块板子,硬件的功能是在太多,我个人也是玩了它的冰山一角。总体感觉,简直就是ipad的简化版。特别是音频,显示简直快能跟手机媲美了。

2、比较遗憾的是,本来还想在连接外部电池盒条件下,在JP5口串入万用表(电流档),来测试下该板的功耗,但是由于我这个万用表没有电流档。(这一部分,希望后续测评的网友能弄)

3、如果万用表有电流档,可以在STOP_MODE,STANDBY_MODE,STANDBY_RTC_MODE,STANDBY_RTC_BKPSRAM_MODE这几种模式下,测试下板子的功耗情况,也是比较遗憾。

4、这个板子LCD的资料,我没有找到。BOM list中也只有Ordered by Subcon。希望ST的资料中能给一部分芯片的资料(datasheet),这样方便使用者快速了解元件。

以我个人对MIPI的这个了解,这个功能好像集成在MCU内部的,而位于触摸接口的软排线的这个IC:FT6206GMA只是个触摸控制芯片。

5、DRA-TouchGFX这个工具不知道ST是否以后打算推荐使用这个工具,但目前以我的了解,这个工具需要Buy a license。

http://touchgfx.com/product-details/evaluation/

6、STM32F469 discovery这块板子,光数字麦克风就配置了三个。默认情况下使用U2和U6。SB17连接的情况下,才会使用U1.

另外,说个测评之外的话题。前几天,偶然一次机会碰到一个学校的老师。这个老师已快到退休年龄,他手里拿了一块NucleoL0的板子。

他不知道怎么开始,也不知道哪里去找资料,他在用keil4。因为我已经不在学校,所以不知道ST会不会考虑去推这种校园宣讲之类的活动,以此让更多的学生和老师了解。当然这个不是我该关心的问题,此处提及,也算是一个小小的插曲吧。

以上,就是我的测评内容,欢迎各位指正。谢谢。

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