挑战更好更强大，STM32F7-DISCO测评（民间版） - STM32团队 ST意法半导体中文论坛

挑战更好更强大，STM32F7-DISCO测评（民间版）精华

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netlhx 发布时间：2015-8-14 14:52

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1 认识F7-DISCO

STM32F7-DISCOVERY是ST推出的最新的一款开发板，使用ARM最新的CORTEX-M7内核，CORTEX-M7提供了很多新的特性。F7-DISCO充分发掘并将这些特性提供给用户，F7-DISCO是迄今为止最为强大的ST官方开发板。下面我们来认识一下它吧。

F7-DISCO使用简单的塑料包装，就像以往的NUCLEO和DISCO板一样，这样应该是为了节省成本吧，不过那么大一块LCD，小心被快递暴力了！建议以后带LCD的开发板包装里面，加一块防震海绵，应该会安全不少。不多说，下面先看图。

正面大图

反面大图

MCU特写

接口一（SAI AUDIO, ETHERNET, USB(OTG, VCOM, HOST)

接口二(uSD, DCMI, SPDIF)

板子做得很精致，特别是那一块4.3的LCD，很好，板载接口也比较丰富，一般的学习研究够用了。走马观花也看完了，到底有哪些资源，下面来仔细看看吧。

板载资源

STM32F746NGH6微处理器，BGA216封装，自带1MB FLASH，340K SRAM
ST-LINK/V2-1，这个可是以前的DISCO板没有的哦
USB接口，可以用于VCOM, USB HOST, USB OTG及调试
4.3" LCD, 分辨率480X272，带触屏
摄像头接口
SAI音频接口，带立体声输出， SPDIF RCA输入接口
ST MEMS麦克输入
128Mb QSPI FLASH存储， 128Mb SDRAM
uSD接口
以太网接口
MORPH接口，兼容ARDUINO
5种供电接口，提供3.3/5V输出

软件环境及例程

ST提供了丰富的生态环境，其中之一就是开发工具。如果要使用IDE来做研发的的话，有成熟的IAR及MDK供开发者使用，最新的MDK V5.16甚至为CORTEX-M7专门做了优化和调整。除了这些商业软件之外，ST也和AC6一起协作开发了一个名为System Workbench for STM32的基于ECLIPSE的免费开发工具，另外还有大名鼎鼎的CooCox CoIDE开发环境。还有一个名为mbed的在线IDE，mbed称之为云开发环境，使用它，全世界的程序员都是你坚强的后盾。另外，如果你熟悉ARM自己的开发工具链，也可以直接使用ARM GCC来编译下载自己的程序。

ST也提供自己的一些辅助开发工具，其中最有名的当数STM32CUBEMX了，这是一套生成代码的工具，它提供一个图形化配置界面，借助它，开发人员可以在很短的时间内生成自己的代码框架。CUBEMX基于ST自己的HAL库，和传统的STD库来说，HAL库的优势在于，将一些通用的操作抽象出来，以一种更高层次的API提供给开发者，低层的具体操作隐藏于这些HAL API之中。从传统的STD向HAL库转变，这有一个阵痛期。但毕竟，HAL库是以后ST提供的库的标准。

HAL库不仅仅是一个代码库，更重要的是它提供了一系列的例程。当一个新的MCU推出，资料相对有限，这些例程就是研发人员最珍贵的宝藏了！

QQ截图20150814101740.png

固件库里面不仅有单个的外设例程，也有综合性例程及完整的演示例程，甚至还提供了一个工程模板。

2 F7-DISCO特色功能一览

F7-DISCO相对于以前的开发板来说，里面有很多新的特性值得我们关注。

ST-LINK/V2-1
这个其实不算新的特性了，只是相对于以前的DISCO板来说，它是新的。老版的DISCO板载的是ST-LINK/V2。ST-LINK/V2-1的特性就是支持VCOM，还记得以前使用DISCO板的时候，如果要使用UART与电脑通信的话，必须外接一个UART转换器，将UART转换器的RX/TX与板载的TX/RX连接，才可以实现串口通信，现在调试UART的时候就可能通过ST-LINK/V2-1直接来实现了，一般情况下，ST-LINK/V2-1使用UART2与外部通信。NUCLEO板上使用的都是ST-LINK/V2-1。NUCLEO板载的ST-LINK/V2-1甚至可以用来做为一个外部调试器，这样就省去了专门购买ST-LINK的费用了，不过在F7-DISCO上，这一功能被去掉了，只能用于本设备的调试。

SDRAM
CORTEX-M7内核包含FMC控制器。FMC与以前的FSMC控制器相比较，就是支持SDRAM。不管对程序员还是对最终的用户来说，更多的内存意味着更高的性能。F7-DISCO板载128M bit的SDRAM，结合FMC控制器，使用SDRAM就像使用SRAM一样的方便。根据官方文档的描述，SDRAM控制器支持两个独立的SDRAM BANK，可以在8/16/32位总线宽度之间独立选择；控制器包含13位行地址，11位列地址，4个内部BANK，这样的话，最高可以支持256MB的外部SDRAM，不要以PC的眼光看来待这个值，在MCU的世界里，256MB可就是一令人震撼的数值了！

SDRAM可以工作在HCLK/2或HCLK/3的频率下，支持可编程的时序参数，重要的是，它还支持CACHE读写。

将SDRAM初始化后，SDRAM被映射到MCU的4G线性空间内，就可以像访问SRAM一样来访问SDRAM，非常的爽！举个例子来说，驱动板子上的LCD，使用的是LTDC来驱动，需要指定VRAM地址，现在将初始化SDRAM的地址指定给VRAM。这样配置后，读写点就是操纵一个指针的事，爽歪歪！

可以说在F7-DISCO板上，或者是基于CORTEX-M7的产品上，内存限制已被极大改善。程序员再也不用像地主老财一样，抠抠索索的的了！（《亮剑》李云龙语

）。

不过坑爹的是，F7-DISCO板载的128M bit只连接了一半，是硬件上只连接了一半！

QSPI
QSPI的全称是Quad SPI，这是一种特殊的通信接口。按官方的描述，QSPI可以工作在三种模式下：间接模式、查询模式及内存映射模式。前面两种模式姑且不论，看到内存映射模式，有没有想到前面介绍的SDRAM工作，这也是一种内存映射模式啊！

请设想，将SPI FLASH初始化后，将它映射到4G的线性空间，然后将执行代码拷贝到该空间内，然后执行！是的，你没有看错，可以将执行代码拷贝到外部FLASH空间，然后执行代码！

如果要尝试一下此功能，请打开HAL固件库EXAMPLE目录下的QSPI目录，里面有例程，自己亲自体验一下吧！

再设想一下，程序功能升级换代时，主框架不变，变化的代码直接放入到外部FLASH中，主框架执行升级功能，其它逻辑都可以不变，这样是不是也不错？

这样说来，是不是内置的FLASH空间以后也不是问题了呢？

其它特色
F7-DISCO板载了丰富的外设，有下面这些：SD卡，ETHERNET接口，SAI AUDIO输出， SPDIF输入，摄像头接口， LCD。

这些其实都不是很有特色。一些三方的开发板，大都有这些功能。只不过对于一块DISCO板来说，很不错了！

SD卡接口，可以配合FATFS，体验一把当初BILL GATE写MSDOS系统的感觉！

ETHERNET接口，从此开发板不再孤单，世界是互联的，LWIP可以助你一臂之力！

SAI AUDIO, SPDIF，摄像头, LCD等等，从些F7-DISCO也可以跨入多媒体世界！

所有上面的这一切，都在等待你进入F7-DISCO的精彩世界，探索吧！

3 体验F7-DISCO
说了一大堆，还是好好体验一把F7-DISCO吧！

编译代码
如果你的F7-DISCO刚开箱，那么恭喜你，少了许多麻烦。如果你拿到板子，迫不及待的点了个LED灯，那么请仔细看下面的操作步骤，要不然就会出现错误，我也是在这上面跌了个跟头。

打开F7的固件库，打开演示用代码，如下图所示

QQ截图20150814134230.png

这是官方提供的演示例程，不用修改，直接按F7编译吧，正常情况下应该没有错误。

接下就像往常一样，开始下载代码到开发板，咦，出问题了！

为什么会出问题，不是官方的例程么？不要着急，我们先来看看编译后的文件

QQ截图20150814134928.png

好家伙，18M，不是说内置的FLASH的只有1M，还记得前面说过128M bit QSPI FLASH么，工程里将部分数据放到这个里面，所以特大！怎么办，用ST-LINK UTILITY来烧写这个庞然大物吧！至于怎么烧写，看工程里的README文件就可以了，这里不多说。

在正式体验之前，我们还要准备一些东西，列表如下：

路由器一个，地址设置为192.168.0.1，开启DCHP，网线2根，一根接F7-DISCO，另一根接PC
VNC VIEWER，这是个VNC客户端软件，用来连接VCN服务器
USB OTG数据线一根，U盘一个，将一些测试用的音视频文件复制到U盘上
耳机，用来听歌

全家福

基本上就这些东西了，万事俱备，只欠东风。下面的很多图片都是用VNC抓取的，也就是在PC机上看到的画面。

配置VCN SERVER

上电后默认用户界面

QQ截图20150814140651.png

开启VNC, 点击"vnc server"，点击启动图标后，出现如下配置画面，这个IP地址就是VNC SERVER的地址

接下来配置VNC客户端

QQ截图20150814140550.png

这个IP地址就是前面VNC SERVER启动后自动通过DHCP获取的IP地址。

这样配置后，既可以直接在F7-DISCO上通过触屏来操作设备，也可以在PC上通过鼠标来操作设备，都试试吧！

部分功能演示

下面看看几个功能演示吧，就不录像了，看看图片效果就好。

音频播放

QQ截图20150814141929.png

视频播放，有趣的是，打开VNC的话，就不能播放视频了，毕竟处理能力有限

QQ截图20150814142107.png

系统信息

游戏

录音功能

也许是网络的原因，在开启VNC SERVER之后，系统就有点卡了，中间还死过一次机，原因不明。当然开启VNC后对CPU的处理要求也提高了。总体来说还好，只是对于它的多媒体处理能力期望值不要太高，毕竟它不是专业的DSP。

4 结论

F7-DISCO开发板总体来说，很好很强大！使用最先进的STM32F746NG处理器，该处理器引进了一些新的技术，如TCM，L1 CACHE等，从硬件上大大提升了MCU的性能。板载外设功能丰富，做为一款学习及评估用的开发板而言，还是能满足大部分人的需求的。

MCU使用的的是ARM的最新CORTEX-M7，按照ARM的构想，是要将它打造成集MCU与DSP为一体的怪兽，愿望很好，可还得加油！毕竟低功耗与高性能之间找一个平衡点不易。
和以前的MCU比较，M7使用的6段超标题流水线处理机制，这意味着一个时钟周期能处理更多的指令。想想当初PENTIUM4出来的时候，吹嘘的20段超标题流水线吧。实际上超标量流水线就是以空间换时间，你懂的。
M7另一个新特性就是TCM(紧致内存耦合）技术，TCM内存紧密与内核耦合，提供CACHE级别的性能。与CACHE不同的是，它可以被精密控制，将代码放到指定的位置。CACHE还有命中与不命中的可能，TCM就在那里，随时等候被调用或取用。另根据官方介绍，TCM在启动时即可使用。
关于DSP，M7提供了单/双精度浮点数计算，M4及以前的最多支持到单精度，如果要使用精度计算的话，只能是软件实现，我们都知道浮点数计算的软件实现是最耗CPU时间的。
F7-DISCO板载一个大LCD，很大，只是分辨率不算高，480X272，如果更高一点就更爽了。ST官方的评估板除了高端的EVAL系列外，像DISCO，NUCLEO一般都不带LCD。FMC最爽的地方在于，可以直接使用SDRAM做为VRAM，从此进入直接操纵线性SDRAM来绘图的世界，那确实很爽！忘记那些LCD控制器指令吧！在F7的世界里，LTDC+FMC提供了你要的一切。
说一说板子不方便的地方，板子设计得很紧凑，一边是LCD，另一边是MORPH及按键接口。体验LCD很好，但要接一些外设的话，要把板子翻过，小心啊，别把LCD压坏了。要是能像以前的EVAL板一样，搞块大板，就更好了。

总的来说，F7-DISCO用来跑个RTOS系统，研究研究STEMWIN来做个UI，研究一下基本的数字信号处理如图像、视频及音频的编/解码等还是非常不错的，另外板载以太网接口，可以用来研究一下LWIP及网络通信技术。SD卡接口结合FATFS玩一玩文件系统，都很好！一句话，F7-DISCO可以用来玩一些比较高档的东西，这些东西以前要想玩的话，可能得找块LINUX或FPGA板子才能玩，现在在F7-DISCO也能体验一把啦！当然也可以玩基本的外设如AD/DA， PWM等，不过要把板子翻过来才能玩！再提醒一句，别把LCD压坏了，或者在反面再接几个铜柱！

ST的F7系列为自己打开了一片全新的天地，不过毕竟是试水之作，饱受诟病的就是F7系列200M的频率，不过这可能和首批产品使用的90NM制程有关，后续的产品，一但使用了全新的制程，将主频进一步提高，也许到那时，F7才能真正走得顺风顺水！