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[STM32F7]

NUCLEO-F722ZE 评测(1): 开发板组成

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本帖最后由 cruelfox 于 2017-3-27 13:23 编辑


  感谢21ic的这次活动,让我幸运地秒杀价获得了这块 Nucleo-STM32F722ZE 开发板。它是 Nucleo-144 开发板家族中的最新成员,搭载的是 STM32 Cortex-m7 系列中的低配版—— STM32F722. 入下图,在ST网站 STM32F7 系列的图上,F722/723的定位是 "Foundation Line", 意思是基础产品线,在具备 Cortex-m7 核心的高性能前提下,缩减了片上的外设,给注重运算的应用提供更好的性价比。
  其实这个图还没有透露另一个信息:STM32F722 系列还有比其他 F7 MCU更小的封装。ST完全可以推出一个 Nucleo-64 版本的 Nucleo-F722RE (目前Nucleo-64最强大的仍然是 Nucleo-F446RE). 猜想ST觉得性能强大的 F7 做成 Nucleo-64 太委屈了,就只出了 144-pin 的这个版本。因为片上没有以太网的MII, 所以开发板上网口相关的元件是没有焊装的。

  外观上Nucleo-144板子除了有网口和没网口的主要差异,基本都一个样。从芯片的丝印来直接能识别是什么开发板。和Nucleo-64比它是大了一些,因为 MCU 芯片的封装大了。板子两侧的扩展 I/O 口更多,可以方便做更多的应用,这是相对 Nucleo-64 的优势。ST-Link 部分和 Nucleo-64 系列几乎是一样的,差异是 mini-USB 口变成了 micro-USB 口,也许因为这种线对大众而言更好找到。

  ST-Link的SWD调试口、USB虚拟串口都是可以连到外面调试别的板子的。这是ST开发板一贯特点,甚至可以把ST-Link这部分掰下来用,ST-Link相当于买开发板附送的。本来Nucleo就卖得便宜,所以玩STM32的门槛低,打样块PCB就能自己设计了。
  板子的另一头还有个USB口,这是Nucleo-144的特色,把OTG-FS的硬件接口做到板子上。它并不是简单地把DP, DM, ID引到USB座上,而是还加上了电源管理、ESD保护等附属电路,用起来更安全。有一块Nucleo-144, 不需要别的元器件就能开发USB应用。

  当然,我对USB口也不是那么满意,因为目前的 F7, 以及大部分的 F4, 都是具有高速USB核的。只要配上ULPI接口的USB PHY芯片,就可以做一个高速的 USB OTG 口。也许是因为 ST 觉得没有必要,又或许是因为 Nucleo-144 安排了以太网口的硬件之后没有地方留给高速 USB OTG 了。总之是个缺憾吧。我心目中的 Nucleo-144 应该还要带一块 SDRAM, 因为 F427/429/446, F746/767/722 都有支持SDRAM的FMC.  (别说F412/413不支持,它们也不支持以太网,空着就是了) 有SDRAM的话Nucleo-144会更好玩。也许 ST 刻意不要让 Nucleo 变得那么好玩,不然 Discovery 怎么卖啊。
  Nucleo-144 也是 Nucleo-64 的继承,它仍然是兼容 Arduino 的. 在这块开发板上,正面黑色的双排座是叫做 "Arduino Zio" 插口。包装里面附带的硬纸上也把这个连接口的定义以及MCU Pin对应附上了,方便随手查阅(不然得翻手册)。从图里看得更清楚:

  上图中,紫红色标注的那些口是对应 Arduino 的,也是和 Nucleo-64 的单排座对应的。蓝色的I/O口则是扩展的,但并非为了补充I/O数量而作的扩展。留心就可以发现,在 Arduino 插口内侧的那一列,GPIO的安排是有规律的,依功能做了一些组合,在PCB上也有相应的标注。我有这样的感受:在Nucleo-64上,比如要找一组SPI的接口,发现需要的几个pin总是离得远。Nucleo-144就做得好了不少。

  因为144 pin确实比64多了好多,光靠Zio连接还是不足以把所有I/O都引出来,于是板子外侧还有两排"ST morpho headers"。不过这些焊盘全是空着的,不像Nucleo-64那样已焊上了插针。值得提一下的是,在PCB背面,此处每个焊盘位置旁边都丝印标出了pin的定义,这样实验的时候查起来方便多了。ST手册上说,MCU的每个I/O引脚都能在morpho headers里面找到。

  和 Nucleo-64 比起来,Nucleo-144 还有一个重要的区别:Nucleo-64 只是两层PCB. 但 Nucleo-144 是如假包换的6层PCB哦!在ST网站Nucleo-F722ZE的页面上,可以下载到PCB的Gerber文件,有兴趣的可以自行分析。

  上电:电源选择除了U5V, E5V外比Nucleo-64又增加了VIN (7V~12V, 过板载LDO)。这三种选择是用跳线来选择的,用USB连电脑试的话,应该选择跳在 U5V 上,这样通过 ST-Link 来供电。

  插上USB, 绿色的电源指示灯亮,ST-Link上的灯也会亮起。STM32F722ZE 内部已经烧录了演示程序,可以看到红色的LED在闪烁。如果没有闪烁的话,按一下右下方的RESET。而左下方的USER按钮可以切换闪烁的LED. 这个板子上有3颗GPIO控制的LED.
  再把 STM32F722ZE 和它的师兄 STM32F745ZE 对比一下,看看到底有哪些不同。
STM32F745ZE STM32F722ZE
最高频率216MHz 216MHz
L1 Cache4k/4k8k/8k
FPU单精度 单精度
Flash ROM512k512k
PCROP- Yes
OTP1024 528
SRAM320k+16k+4k 256k+16k+4k
FMCYes Yes
Quad SPIYes Yes
EthernetYes -
Timers15 15
RNGYes Yes
SPI/I2S6/3 5/3
I2C4 3
USART/UART4/4 4/4
OTG FSYes Yes
OTG HSYes Yes
CAN2 1
SAI2 2
SPDIFRXYes -
HDMI-CECYes -
SDMMC1 2
Camera IFYes -
Chrom-ARTYes -
ADC3 3
DAC2 2
  尽管 F745 更高级,新的 F722 也并非没有独到之处。同样的 Cortex-m7 核心,但是F722的 D-cache 和 I-cache 比F745大了一倍。论CPU核心的能力,F722倒是还要强一些的。另外是F722有新加的 PCROP——代码读保护功能,帮助防复制。SRAM 则 F722 略少了一些。片上设备方面 F722 综合起来看是弱于 F745 的,仅仅是多了一个 SDMMC 控制器这一点占优。网络和多音视频接口相对落后,其它基础硬件配置差别不大。决定选用 F722 还是更强的其它 F7 MCU,需要看具体应用和芯片价格差距吧。


沙发
plsbackup| | 2017-3-27 16:49 | 只看该作者
后端的网口没有焊接吗?

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板凳
plsbackup| | 2017-3-27 16:50 | 只看该作者
这个带有其他的外设程序可以参考吗?

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地板
mmuuss586| | 2017-3-27 17:30 | 只看该作者

不错,谢谢分享;

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