【工程师秘籍】航顺芯片一文教会你中级性能的MCU应该怎么选

赵同学是去年毕业进入公司的技术工程师，参与了一些产品的开发和维护升级，使用过很多资源比较有限的入门级产品32位MCU。

近期，公司看好小赵，交给他一个更高端的项目——干劲十足的赵同学搜集了大量资料，分析得——普通的MCU已经不能匹配这次项目了，唯有M3或M4内核的MCU才能助他圆满通关本次项目了。

说干就干，大方向已确认，赵同学一脑门奔M3/M4内核的MCU就去！

呜呼哀哉，一做选型深似海呀~型号也忒多了吧——欧美传统大厂盛名在前，国内也有数家公司迎头赶上，推出了大量同级别的产品。迷茫总是悄无声息就找上了年轻人，赵同学在浩瀚烟海中挣扎了许久，决定——遇事不决找老手——他找到经验丰富的侯总，将自己的困境和盘托出，侯总爽朗应允提供帮助。

接下来请看老手如何授之以渔——

首先，通过需要多少性能来确定内核。如果有做过类似的产品，以该产品做参照就比较容易选。而小赵这次没有参照，不过从已经做的评估来看，对性能和计算的要求比较高，不需要安全指令，于是就选定使用M4内核。这一步比较简单也很关键，是一个基本的定位，通常M0/M0+/M23是入门级，M3/M4/M33是中级，M7是高级。各级别内又稍有区别，比如M4就比M3的浮点计算能力强，还支持DSP指令，M33是更新一代的内核，能耗降低而且增加了安全扩展指令。

然后，看看要用到哪些外设功能。主要是包括通讯接口，模拟功能，定时器种类数量等资源。小赵需要的通讯口种类比较多，需要网络控制器和USB功能，还要多个UART/SPI/IIC。ADC需要12位精度，10个通道，定时器需要一组带死区控制的，以及多组普通定时器。整体看下来，资源需求比较多，相应的引脚数和代码量都比较大，初步估算可以选择100脚或者144脚，置的Flash空间1024KByte的MCU。这里的资源、引脚数、Flash空间及系统主频等都是相互关联配置的，通常是同升同降的，所以从资源需求就基本上可以选定配置。

如此这般，基本确定芯片的主要规格后，下一步就是从各厂家的产品中挑选出对应的或者相近的型号。这个工作可以自己对照厂家的选型手册来做，但是更高效的方法是请教厂家或代理商的技术支持工程师，他们更熟悉产品，可以立即推荐合适的型号给你。你很快就可以收集到各厂家的备选型号。

那这些厂家的这些型号又怎么选呢？侯总说“so easy!”——三把尺足矣——

• 第一把尺子是芯片代码的重用度，这个是越高越好。如果是国产替代，那么可以尽量多地使用以前的代码。如果是新开发，也可以在将来上下拓展时重用现在的代码。
• 第二把尺子是引脚兼容度，使用同一封装的不同配置的MCU，甚至是不同系列不同档次的MCU如果引脚兼容，那么在开发中发现要提升或降低MCU规格，就可以直接替换，不用重新做板子，方便了很多。
• 第三把尺子就更简单了，你已经和厂家或者代理商联系过选型的事情，一直没有联系上的就往后排，联系上的哪家服务又快又好，就是首选。

赵同学听完，顿觉茅塞顿开，逻辑如此简单，为何自己以前没有想到。时不我待，赵同学赶紧动手实际操作，一番比对筛选后，“芯”意之选诞生——HK32F407VGT7——一颗航顺芯片M4内核MCU，内置以太网控制器，USB OTG HS，各种定时器和通讯口完美满足需求。还有配套的开发包，包括驱动和例程，还有开发板。HK32F407VGT7最得赵同学心意之处便在于其ETH和USB模块都非常好用，与市面上欧美大厂产品相比毫不逊色。功能模块也与航顺其他产品的相同模块兼容，拓展开发手到擒来。后续衍生新产品时，还能重用已有的代码，事半功倍，赵同学仿佛已经看到升职加薪在向自己招手啦！

赵同学“芯”选笔记——

• HK32F407 使用ARM® Cortex®-M4 内核，CPU最高工作频率为168 MHz，与国际大厂的时钟配置同为168MHz，这样系统及各外设模块的时钟设置可以完全兼容，无需重新计算与修改。还支持一级8 Kbyte指令Cache缓存和1 Kbyte 数据 Cache。Cortex-M4 核支持单精度浮点运算单元（FPU），支持所有的 ARM 单精度数据处理指令和数据类型。
• HK32F407内置了大容量存储器：Flash存储器包括最高1 Mbyte Flash、192Kbyte SRAM、64Kbyte 紧耦合（CCM）SRAM。此外，通过FSMC 模块可外挂最多1 Gbyte容量的外部静态存储器，其中256 Mbyte的空间可以存放指令，并可用于片内8 Kbyte 指令 Cache 缓存。通过QSPI模块外挂256 Mbyte容量的NOR Flash存储器，可存放指令，并且可用于片内8 Kbyte指令Cache缓存。
• HK32F407 通过内置的数字照相机接口（DCMI）、 4 路 TFT 接口和两个通用双端口 DMA（DMA1 和DMA2），可实现数字图像视频从捕获、运算处理到显示的单芯片解决方案。
• HK32F407 内置2个高级16位定时器（各支持4路PWM输出，其中3路带死区互补输出）。8个16位通用定时器（共16路PWM输出），2个32位通用定时器（共8路PWM输出），还有2个16位基本定时器。
• HK32F407 提供独立的VBAT电池电源域。当主电源掉电时，RTC模块可在VBAT电源供电下继续工作。
• HK32F407 内置了丰富的模拟电路：3 个12 位ADC（单个ADC 最多可支持高达19 个通道；可测量16 个外部信号源，2个内部信号源和VBAT通道的信号。）、2个12位DAC、1个温度传感器、1个内部参考电压源、1个可编程电压检测器（PVD）、 1 个上/下电复位（POR/PDR）电路和1 个VBAT 电源电阻分压器（分压器输出在片内与ADC相连）。
• HK32F407 内置了USB On-The-Go 高速（高达480 Mbps）设备/主机/OTG外设。USB OTG HS支持全速和高速操作。它集成了高速操作（480 Mbps）的收发器，并具有用于高速操作的 UTMI 低引脚接口（ULPI）。
• HK32F407 系列通过符合IEEE-802.3-2002 标准的介质访问控制器（MAC），提供了用于以太网局域网通信的工业标准介质独立接口（MII）或缩减介质独立接口（RMII）。
• HK32F407 工作于-40°C ~ +105°C 的温度范围，供电电压 1.8V ~ 3.6V，可满足绝大部分应用环境条件的要求。HK32F407支持丰富的功耗模式。HK32F407 产品包括 64 脚、100 脚和 144 脚封装形式；根据不同的封装形式，器件的外设配置有所不同。

HK32F407的开发板

由于拥有丰富的外设配置，HK32F407可适用于多种应用场景：

• 工业控制，储能逆变，充电桩，BMS电池管理等

• 智能机器人、可编程控制器、打印机、扫描仪等

• HMI人机音视频多媒体交互

• 图形显示设备，门禁对讲

• 语音识别设备

• 安全监控设备

• 电机驱动和调速控制

• 舞台灯光，音响设备

• 无人机飞控、云台控制

• 家用电器，炒菜机，扫地机，洗地机等