STM32H7: микроконтроллеры на Cortex-M7 до 600 МГц

Линейки STM32H7

Значения в таблице собраны из записей базы ST: частота — максимальная для линейки, память — от наименьшего до наибольшего исполнения.

Линейки STM32H7 — по сути пять разных кристаллов, у каждого свой reference manual:

В каждой паре линеек одна — с аппаратной защитой. По таблицам «Availability of security features» в reference manual криптопроцессор CRYP, блок хеширования HASH, защищённая область флеш-памяти и сервисы RSS есть у STM32H750 и H753 (но не у H742 и H743), у H755 и H757 (не у H745 и H747), у H7B0 и H7B3 (не у H7A3), у H730, H733 и H735 (не у H723 и H725); у защищённых линеек RM0455 и RM0468 к ним добавляется расшифровка внешней памяти на лету OTFDEC. У STM32H7Sx есть корень доверия STiRoT, CRYP и PKA, у H7Rx их нет (RM0477, табл. 1). Value line — H750, H7B0 и H730 — отличаются малым объёмом флеш-памяти, 128 КБ: программу в них обычно держат во внешней памяти на QUADSPI, OCTOSPI или FMC.

Память и домены

У STM32H742/743/750 память разнесена по трём доменам питания (RM0433, 2.4): в домене D1 — ядро, флеш-память и AXI-SRAM по адресу 0x2400 0000, в D2 — SRAM1–SRAM3 для DMA, Ethernet и USB, в D3 — SRAM4 на 64 КБ, которая сохраняется, когда D1 и D2 выключены. Отдельно к ядру подключены DTCM-RAM (0x2000 0000) и ITCM-RAM (0x0000 0000) — они работают на частоте ядра без ожидания.

ОЗУ защищено кодом коррекции ошибок ECC: на каждые 32 бита добавляется 7 проверочных, у AXI-SRAM и ITCM — 8 на каждые 64 бита (RM0433, 2.4). Объём ОЗУ в таблице линеек выше взят из базы ST и у разных линеек посчитан по-разному — с TCM или без неё; точные цифры — в reference manual.

Тактирование и питание

У STM32H742/743/750 шесть источников тактов (RM0433, 8.5): внутренний HSI на 64 МГц с делителем до 32, 16 или 8 МГц — он выбран после сброса, — маломощный CSI на 4 МГц, HSI48 на 48 МГц для USB, кварцевый HSE от 4 до 48 МГц и часовые LSE и LSI. Три PLL с дробными коэффициентами дают частоту ядра и отдельные частоты для периферии: у многих блоков — Ethernet, USB OTG, SPI/I²S, SAI, SDMMC — своя тактовая частота (kernel clock), не зависящая от частоты шины.

Напряжение ядра стабилизатор держит на одном из четырёх уровней VOS0–VOS3; после сброса выбран самый экономичный VOS3, а максимальная частота доступна только на VOS0, который включают после перехода на VOS1 битом ODEN регистра SYSCFG_PWRCR (RM0433, раздел PWR). Число тактов ожидания флеш-памяти после включения — 7, его уменьшают под выбранные частоту и уровень напряжения (RM0433, раздел FLASH). У STM32H745/747, H7A3/7B3/7B0, H72x/73x и H7R/7S, кроме линейного стабилизатора, есть понижающий импульсный преобразователь SMPS — но не во всех корпусах (RM0399, RM0455, RM0468, RM0477, разделы PWR); у STM32H742/743/750 его нет.

Выводы STM32H7: альтернативные функции и загрузка

У каждой линии порта мультиплексор на шестнадцать функций: номер AF0–AF15 записывают в регистры GPIOx_AFRL (линии 0–7) и GPIOx_AFRH (линии 8–15); после сброса выбрана AF0 (RM0433, раздел GPIO). В данных ST у STM32H7 встречаются номера до AF14.

У STM32H742/743/750, H72x/73x и H7A3/7B3/7B0 загрузку выбирает вывод BOOT и два адреса в байтах опций (RM0433, табл. 9):

У двухъядерных STM32H745/747 адреса заданы для каждого ядра (BCM7_ADD0/1 и BCM4_ADD0/1), а биты BCM7 и BCM4 решают, какое ядро запускается после сброса (RM0399, табл. 8 и 9). У STM32H7R/7S выбор зависит от вывода BOOT0 и состояния жизненного цикла кристалла (RM0477, табл. 15). Загрузчик всех линеек работает через USART1–USART3, I²C1–I²C3, SPI, FDCAN и USB в режиме DFU, у H7R/7S — ещё через I3C (AN2606, табл. 133–139).

Все STM32H7 по корпусам

Перед разводкой платы сверяйте выводы с даташитом своего исполнения: у STM32H7 много вариантов питания (с SMPS, без него, с внешним питанием ядра), и от выбранной схемы зависят выводы VCAP, VLXSMPS и VFBSMPS и номиналы внешних компонентов.