高性能嵌入式处理器的架构与原理解析(三)

SPI/I2C：

4 个 SPI 接口，支持双线 / 四线模式，最高速率 60Mbps，可连接高速 ADC、显示屏等外设；

4 个 I2C 接口，支持 SMBus/PMBus 协议，速率达 1Mbps，支持 10 位地址扩展，适合连接多个传感器（如温湿度、加速度计）。

实时控制接口

定时器：最多 18 个通用定时器（TIM）和 2 个高级定时器（TIM1、TIM8），支持：

高精度 PWM 输出：分辨率达 16 位，死区时间可调（最小 16ns），适合电机驱动（如三相逆变器的 6 路 PWM 信号）；

编码器接口：可连接增量式编码器，计数频率达 1MHz，用于电机转速和位置测量；

脉冲捕获：支持输入捕获和比较输出，可测量外部信号的频率和占空比（如超声波传感器的回声脉冲）。

ADC/DAC：

3 个 16 位 ADC，支持 24 个通道，采样率最高 3.6MSPS，可配置为同步采样或扫描模式，配合 DMA 实现多通道数据的高速采集（如电机的三相电流检测）；

2 个 12 位 DAC，输出速率 4.3MSPS，支持波形生成（如正弦波、三角波），可用于信号源或模拟控制（如可编程电源）。

DMA 控制器：2 个 DMA 控制器（DMA1、DMA2）和 1 个 BDMA 控制器，共 16 个通道，支持存储器 - 外设、存储器 - 存储器的数据传输，传输速率达 240MB/s，可卸载 CPU 的数据搬运任务（如将摄像头数据直接传输到 SRAM）。

多媒体接口

摄像头接口（DCMI）：支持 8/10/12/16 位并行数据输入，最高像素时钟 85MHz，可连接 VGA（640×480）摄像头，配合 DMA 实时传输图像数据，适合机器视觉应用（如物体识别、二维码扫描）。

LCD 控制器（LTDC）：支持最高 1024×768 分辨率的 TFT 显示屏，24 位 RGB 色彩深度，帧速率达 60fps，支持图层叠加和 alpha 混合，可驱动触摸屏（如电容式触摸屏控制器），适合工业 HMI（人机界面）。

安全与低功耗：工业级可靠性保障

STM32H7 针对工业环境的严苛需求，在安全机制和功耗控制方面进行了全面优化，确保设备在复杂环境下的稳定运行和长效工作。

安全特性：多层次防护机制

硬件加密引擎：集成 AES-128/256、DES/3DES、SHA-1/SHA-256 加密算法加速器，支持硬件随机数生成器（TRNG），可实现数据传输加密（如物联网通信）、固件加密存储和安全认证（如设备身份验证）。

安全启动：支持多级引导加载（BSL），可验证固件的数字签名（基于 ECC 或 RSA 算法），防止恶意代码注入，确保设备仅运行经过授权的程序，符合工业安全标准（如 IEC 61508）。