STM32-F2 MCU在工廠自動(dòng)化中的應(yīng)用

存儲(chǔ)器接口是128位寬，每次可取4-8條THUMB2指令。如果執(zhí)行線性代碼，因?yàn)轭A(yù)取指功能，即便閃存速度只是內(nèi)核的四分之一，代碼執(zhí)行也不會(huì)出現(xiàn)等待狀態(tài)。

然而，如果執(zhí)行轉(zhuǎn)移或跳轉(zhuǎn)指令，需要立即取出轉(zhuǎn)移或跳轉(zhuǎn)目標(biāo)地址的數(shù)據(jù)，這樣，存儲(chǔ)器的等待狀態(tài)會(huì)增加系統(tǒng)開銷，這就是ART及其64項(xiàng)高速指令緩存發(fā)揮作用的地方。如果非順序指令第一次出現(xiàn)，這條指令將從存儲(chǔ)器中取出并保存在64項(xiàng)高速緩存的一個(gè)存儲(chǔ)項(xiàng)內(nèi)。在下一次出現(xiàn)時(shí)，該指令將從高速緩存中直接取出，沒有等待狀態(tài)。

這個(gè)指令高速緩存還有一個(gè)LRU即最近不常用機(jī)制，因此，假如一個(gè)應(yīng)用軟件的轉(zhuǎn)移指令超過(guò)64條，最近常用的新指令將取代最近不常用的指令。這個(gè)架構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是，即便中斷服務(wù)處理程序被加速器覆蓋，這個(gè)機(jī)制仍然能夠支持各種轉(zhuǎn)移指令。

最常用的8行數(shù)據(jù)項(xiàng)目像高速指令緩存一樣，但是用于暫存最常用的數(shù)據(jù)庫(kù)，可以使D-bus總線立即充滿數(shù)據(jù)。

工業(yè)協(xié)議棧和固件

IXXAT為 STM32開發(fā)的IEEE 1588 PTP協(xié)議

測(cè)量系統(tǒng)、電信設(shè)備、自動(dòng)化系統(tǒng)或汽車系統(tǒng)等分布式應(yīng)用設(shè)備對(duì)精確時(shí)序機(jī)制的要求越來(lái)越高。IEEE 1588的精確時(shí)序協(xié)議（PTP）通過(guò)以太網(wǎng)使分布式設(shè)備的時(shí)序同步精度達(dá)到納秒級(jí)，從而滿足分布式應(yīng)用系統(tǒng)的要求。

IXXAT自動(dòng)化技術(shù)有限公司開發(fā)的IEEE 1588協(xié)議軟件讓設(shè)備廠商能夠輕松、快速地開發(fā)IEEE 1588兼容設(shè)備，這款軟件的源代碼采用C語(yǔ)言，可實(shí)現(xiàn)在任何平臺(tái)上。

為了在意法半導(dǎo)體的STM32-F2系列微控制器上實(shí)現(xiàn)IEEE 1588協(xié)議，IXXAT為STM32-F2用戶提供一個(gè)定制版協(xié)議軟件，該解決方案大幅簡(jiǎn)化并加快了協(xié)議的實(shí)現(xiàn)過(guò)程。STM32-F2專用協(xié)議軟件需要與一個(gè)有組播功能的TCP/IP協(xié)議棧配合使用，有無(wú)操作系統(tǒng)均可。

因?yàn)楣δ茇S富，連續(xù)升級(jí)，占有率高，IXXAT的IEEE 1588協(xié)議軟件已成為1588協(xié)議軟件市場(chǎng)的主要參考標(biāo)準(zhǔn)。最新的1.03版IEEE 1588已支持新的IPv6標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)將逐漸被新系統(tǒng)所采用。這個(gè)解決方案的模塊化軟件結(jié)構(gòu)包含基本包和可選擴(kuò)展文件，例如，用于IPv6、IEEE 802.3和Unicast的文件，讓包與專門應(yīng)用及其資源能夠?qū)崿F(xiàn)最佳匹配。

用戶可以動(dòng)態(tài)設(shè)置多種功能，例如，延遲機(jī)制（對(duì)等/端到端）和通信技術(shù)（IPv4, IPv6, 802.3），因此，設(shè)計(jì)人員開發(fā)設(shè)備時(shí)無(wú)需考慮網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，用戶使用設(shè)備時(shí)無(wú)需修改固件，這樣設(shè)計(jì)可以降低研制成本，讓客戶提出更吸引人的價(jià)值主張。

STM32-F2系列微控制器在以太網(wǎng)媒體訪問(wèn)控制器MAC內(nèi)整合了支持IEEE 1588 (PTP V2)的硬件，具有實(shí)現(xiàn)一個(gè)高精度時(shí)序同步協(xié)議所需的全部資源。我們做了一個(gè)長(zhǎng)時(shí)間的背對(duì)背連接同步測(cè)試，采用了1個(gè)精確的主控制器（2ppm晶振），測(cè)試條件是0.125秒同步間隔，測(cè)試結(jié)果顯示，該平臺(tái)最大同步偏差為±70納秒，標(biāo)準(zhǔn)同步偏差大約是15納秒。在上電后，IXXAT的IEEE 1588協(xié)議軟件同步平均需要大約20個(gè)同步間隔。

在一個(gè)STM32微控制器上實(shí)現(xiàn)的IEEE 1588軟件，取得1個(gè)有IPv4、端到端 (E2E)和對(duì)等(P2P)延遲機(jī)制和主控制器的通用普通時(shí)鐘的典型功能，需要47KB空間保存程序代碼，7KB空間保存只讀數(shù)據(jù)，23KB空間保存讀寫數(shù)據(jù)。

除IEEE 1588協(xié)議軟件外，IXXAT的服務(wù)還包括定制軟硬件開發(fā)和系統(tǒng)設(shè)計(jì)，以及技術(shù)研討會(huì)和代碼推介會(huì)服務(wù)。STM3210C-EVAL 評(píng)估板用戶可以從下面的網(wǎng)址下載IXXAT與意法半導(dǎo)體合作開發(fā)的免費(fèi)版IEEE 1588軟件：http://www.ixxat.de/evaluation_kit_stm3210c_de.html.

PORT Profinet軟件棧

Port公司是市場(chǎng)領(lǐng)先的CAN/CANopen、DeviceNet現(xiàn)場(chǎng)總線解決方案提供商，公司加強(qiáng)了硬件和固件開發(fā)能力，擴(kuò)大了業(yè)務(wù)組合，加強(qiáng)了協(xié)議棧和POWERLINK、PROFINET、EtherNet/IP和EtherCAT開發(fā)工具產(chǎn)品組合。