STM32H7榨干了Cortex-M7的最后一滴血

如果你近日登录EEMBC的官网，你会发现排在第一位的就是STM32H7系列MCU。STM32H743在400M主频下，跑分达到了2020。比起ST近日在发布会上官方宣称STM32H7系列平均的跑分2010还要高了一点。

毫无疑问，这是目前业界最强的微控制器。

在两年前Cortex-M7架构发布之时，ARM宣称其最高CoreMark跑分可以达到2000分，而后飞思卡尔(现NXP)、Atmel和ST都先后发布了其基于M7架构的微控制器，但CoreMark跑分都远远达不到2000。而今的STM32H7可谓将Cortex-M7内核的功力发挥到了极致。

让我们来看看STM32H7是如何达到如此高性能的

首先我们应该关注到的是STM32H7采用了ST最新40nm工艺，这种新工艺是H7采用更为高性能架构的基础。与自家的F7系列比较，H7的性能提升一倍，动态功耗降低了一倍，这与Dynamic Efficiency架构功不可没。

如上图所示，STM32H7采用了三个电源域的设计，分别为D1、D2和D3。D1为高性能域，CPU可以从TCM和L1中提取紧急的或优先级较高的用户程序，在400M的主频下执行，确保实现最快速响应。此域中采用AXI总线矩阵来连接高带宽外设和DMA等。D2为通信接口域，主要进行数据通信工作，减轻CPU的负担。此域内工作频率为D1中的一半，其中采用AHB主线连接全部通信接口，并且与D1中的AXI相连。D3为数据批处理域，与D2同样采用AHB总线，工作频率也与D2相同。此部分中的ADC可以在整个系统深度休眠时仍然进行数据处理。在电池驱动的情况下，D3可以保证在低功耗条件下仍然进行必要的数据处理工作。

据ST微控制器产品部高性能32位微控制器高级市场经理 Renaud BOUZEREAU总结：“从整个系统看，D1用于执行一些非常紧急、重要的或快速、高优先级的程序;D2用于执行外部程序，因为系统不是孤立的，需要更多的通讯，不管通过以太网、USB还是其他的串口;D3用于系统需要进入睡眠模式，某些应用依然需要它进行工作，抓取数据，这些数据当用户需要唤醒时马上拿到这些数据进行批量处理，这是批处理模式。这种架构可以把电源设计和主频归类归集在一起，这样可以达到更好的能效比。”

除了3个电源域的设计之外，超大内存和超多外设也是H7能有如此高性能的原因。而正是因为使用了40nm工艺，所以才能放入如此多资源。在H7上，ST采用了2：1的内存设计——2M闪存和1M RAM。这种存储单元的设计也超越了STM32之前的全部产品。在接口方面，H7中还加入了CAN FD和TT-CAN，这对于汽车电子的应用来说尤为重要。此外，14位ADC高达200万次/秒的转换率也是目前非常领先的模拟外设。

在发布会的现场，意法半导体中国区微控制器市场部高级经理曹锦东给记者展示了两块STM32H7-EVAL板子，如下图所示，其中一块刷了RTOS，可以同时流畅地运行四个GUI界面，断电后重新上电的载入也十分迅速。另一块刷了EMMBC用来跑分，可以看到CoreMark 2010真实无误。

从15亿到20亿

最后需要给大家更新一个数据，几个月前ST在深圳的STM32峰会上宣称其出货量已经超过15亿，而今这个数据已经变成了20亿，这种成绩确实是令人赞叹。电子行业不少公司并购了再并购，而ST的业绩一直稳步上升。这是为何？Renaud BOUZEREAU向记者分析到：“STM32的增长不是来自于几个大客户带来尖峰式的增长，而是来自全球化的广泛市场。中国是个特别好的例子，在这里有很多中小客户，他们有很多创新的想法，创新的项目，从设计到量产，他们都在用STM32进行平台化设计，我们相信大众市场对STM32来讲是重要的组成部分，他们能带来非常稳健和健康的生意增长。”

左：意法半导体中国区微控制器市场部高级经理 曹锦东；右：意法半导体微控制器产品部高性能32位微控制器高级市场经理 Renaud BOUZEREAU