STM32 MPU 開發者的十大工作準則

STM32MP1是STM32的首款MPU，以其創新的異構系統架構，將MPU與MCU合二為一，兼顧運算處理能力和實時控制性能，令產品更實用。新的旗艦型產品系列，功能更強大，滿足工業級產品需求，占空比為 100%，結溫範圍從 -40 ºC to 125 ºC，非常適合24/7（7天24小時）的不間斷應用。這意味著STM32MP1系列可以服務於更多更廣的應用場景，即使在惡劣工作環境，也能正常工作。

STM32的規模化應用，很重要的原因是因為生態做得好。因而，我們不應該只關注硬體的性能指標，還需要在STM32大生態中，更深入地學習了解軟體開發工具，更大範疇地與生態合作夥伴碰撞交流，這樣我們在使用MP1設計產品時，才能更高效更有針對性。

MP1上市已經一周年了，我們將這一年的經驗歸納為十條準則，與開發者分享，在項目立項或開始之時，應多考量前四條準則，而要想成功交付項目，就需要遵循後六項準則。這十條準則將幫助MCU開發者或者團隊向MPU轉型；而對於傳統 MPU用戶，我們可以通過提供垂直應用解決方案為他們獨闢蹊徑。

1、不要低估軟體的重要性

很多以往采用MCU進行開發設計的公司，在使用MPU之後，都會有新的認知，調整開發過程中的優先級，來發揚光大MPU的運算處理優勢。以往， MPU的開發團隊常常高投入軟體部分，約占整個項目的60%至80%，而MCU開發者通常更關注硬體。為什麼在MPU項目中，更應該注重軟體？MPU的不同技術類型可能採用不同的開發路徑，但並不影響在不同的開發平台上使用相同的代碼庫，這樣可以很好地分攤成本，時間成本、人力成本等等。此外，在硬體部分設計完成後，往往軟體端還有很多基礎性工作，需要維護和更新。但軟體的好處在於開發團隊可以復用代碼庫，更輕鬆地移植到其他硬體平台上運行。

2、不能忘記你的軟體

在采用 MPU開發產品時，軟體起著至關重要的作用。代碼庫不僅僅是開發團隊的成熟經驗積累，代碼庫的移植復用會為團隊帶來很高的經濟效益。例如，對於采用STM32MP1進行開發設計的公司來說，在優化軟體的同時，還能夠通過軟體移植快速推出產品。采用 MPU進行開發的公司可以通過軟體快速更新其產品應用程式，也就是說，開發團隊先行推出產品驗證市場，然後快速優化，從而更快地降低成本、更迅速地改善用戶體驗。因此，工程師在項目之初，必須認真規劃產品快速更新的路線圖。

3、不應低估您的PCB設計

基於MCU的PCB設計，我們通常需要處理二到六層，雖然這樣的定製設計並不簡單，但至少是可行的；而MPU的PCB設計則要複雜得多。開發團隊往往需要處理八層或更多層，還要應付那極為複雜的電源管理IC，處理難度頗高的高速外部RAM。實際上，對 DDR模塊進行採樣，同時並行處理多達 32路信號，以及由此帶來的開發難度，即使是最資深的老炮兒工程師，也要面臨非常大的挑戰。

ST最新提供DDR工具可以自動輸出特定的配置參數，這個自動配置功能是我們為盡力降低MPU開發難度而設計的。與此同時，我們與系統級模塊（SoM）供應商和系統級封裝（SiP）合作夥伴通力合作，確保工程師獲得有效幫助來解決這一難題。來自MCU世界的工程師必須明白MPUPCB設計是一個完全不同的怪獸。STM32MP1有助於降低 PCB成本，同時由於其0.5 mm / 0.8 mm間距，通過避免過孔來減少 PCB層數。

4、了解工程師做好開發的前提

STM32MP157A-EV1

決策者應該明白，MPU比硬體規範更重要，製造商、文檔和開源社區等圍繞器件而產生的實用程序對於項目的成功交付也至關重要。ST在2019年更新了STM32CubeMX、STM32CubeProgrammer和STM32CubeIDE，以確保開發人員可以使用這些熟悉的實用程序為STM32MP1創建工程。此外，我們為用戶提供了一個維基網站，幫助用戶解決一些技術疑難。適用的文檔、有價值的開源社區和恰當的工具可以決定你的項目成功與否。因此，公司對MPU的選型不能停留在數據手冊上，需要從其他很多方面綜合考慮，比如生成製造能力。

5、不能忽視您的SoM和SiP合作夥伴

STM32MP1有許多非常獨特的優勢，其中之一就是系統級模塊（SoM）廠商和系統級封裝（SiP）合作夥伴支持MP1模組的生產製造，可提供出色的開發解決方案。來自 MCU領域的許多公司和團隊,有時會過快地取消這些服務，認為如果內部處理設計操作，可以節省資金。然而，設計一個類似SOM的產品，由於需要DDR調諧並適配板級支持包，這樣複雜的PCB設計周期可能需要4-6名工程師至少4至6個月的時間。即使不計算相關驗證和生產費用，這樣的運營方式將大幅推高成本。

某些團隊可能不願意與SoM或SiP供應商合作，僅僅因為覺得會產生高額的初始成本。但是在大多數情況下，通過僱傭一家公司來處理解決MPU固有的硬體複雜性，比從零開始設計制作PCB和開發板級支持包有更大的回報，我們要相信精細化分工。選擇"系統級模塊"的開發者，將獲得更多的技術靈活性，以及本地支持，因為這樣的設計經過了批量驗證。選擇"系統級封裝"的開發者，通常原因是產品需要適合空間受限的應用環境。兩種情況，最直觀的受益是降低PCB設計生產成本，並允許進行四層板設計。因此，與SiP或SoM合作夥伴合作，團隊得以專注於軟體和獨特功能的開發，這是項目規劃實施的重中之重。

6、不要延遲產品發布

STM32MP157C-DK2

公司可能的最大陷阱之一是沒完沒了地推遲產品發布。延遲發布的影響通常比人們預期的更具災難性。慣常情況下，產品延遲發布，要麼是因為開發團隊沒有避開以前開發過程中踩過的坑，要麼是沒有正確地分配項目投入。采用 MPU開發的初始成本有時高於集成MCU的成本，但在策略方面，首次在市場上為客戶提供新解決方案更為重要。再者，MPU開發的軟體復用會容易得多，即使調整了硬體平台，構建用戶群持續更新設計也相對簡單；MPU項目通常在初始啟動後，能夠更快地獲得投資回報，硬體和軟體的疊代更新也非常顯著。儘管開發周期有挑戰，任務艱巨，但回報更為直接。

7、不應忽視Linux社區

很多時候，公司在進行 MPU項目開發時，會誤判 Linux版本的重要性。實際開發中，作業系統至關重要，而我們提供的OpenSTLinux版本可以滿足大量的開發和工程需求，該版本中針對各種例程的三個軟體包，為開發者帶來極大的便利。Linux經過近三十年的發展，它的靈魂就是開源，也因此吸引了極為廣泛的開發群體，名目多樣的開源社區不僅可供開發者討論交流技術問題，其中的開原始碼也可以幫助開發者實現快速移植。2019年，我們還發布了STM32MPUAndroid版本，讓開發者能夠快速開發基於Android移動作業系統的三方應用程式，熟悉Android的開發者將因此節省大量開發時間。

我們為 Linux開源社區貢獻了大量代碼，也因此脫穎而出，我們還將保證廣泛的內核支持。Linux社區驗證了STM32MPU的所有驅動程序，我們支持類似 Yocto的項目，這類項目對在嵌入式系統上使用 Linux非常有幫助。另外，我們同時支持兩個 Linux內核。雖然當前的長期支持版本仍在修復和修補程序過程中，我們仍會通過升級和修復支持下一個 LTS版本。這意味著每個LTS內核至少獲得兩年的支持，這樣公司就可以毫無後顧之憂地更新其作業系統內核，而不必擔心報錯時的安全缺陷或缺乏支持。

8、不要放棄你的技術社區意識

MPU的成功是因為開源的靈魂、團隊協作的智慧，而提高效率的一個最佳方式就是與專家協作。因此，一個好的MPU開發商必須有很多合作夥伴來幫助工程師完成各種任務。2019年，意法半導體的授權合作夥伴從 8個增加到 27個，在ST合作夥伴計劃中，也有大量團隊協助設計人員使用 STM32MP1。例如，我們的一些合作夥伴提供模塊來加速硬體開發階段，而另一些合作夥伴在圖形用戶介面做了很多工作，極大地簡化了在STM32MPU上創建圖形介面的門檻，還有些合作夥伴為用戶提供工程服務和培訓。項目經理在評估MPU或者選型時，都應該考量這款產品聚合的社區生態及質量，而我們日益龐大的社區用戶和越來越多的合作夥伴將堅定你選用STM32MPU的信心。

9、不要只埋頭設計，更要理解市場

當我們展望新技術的未來時，會發現螢幕越來越普及，蓬勃增長的螢幕數量和種類正在改變這個行業。即使是最簡單的白色家電或工業系統也開始有一個酷炫的顯示器，並需要一個可以媲美手機流暢度的觸摸介面。嵌入式系統中的 GUI應用也呼之欲出，比以往任何時候都更加常見，逐漸成為電子產品的標配。而伴隨著機器學習在邊緣端應用的興起，用戶對聯網產品有了更多期待。微處理器應用在小型系統上並不是新鮮事，但既要滿足更強大的圖形功能和更多的AI應用，同時仍保持低功耗，開發者必須考慮采用 MPU來實現。

觸摸處處有屏的新世界

STM32MP1最為優秀的特點之一便是其 3D圖形 IP，可為人機介面（HMI）應用程式創建流暢、複雜的高品質圖形環境系統。採用我們的面向用戶介面設計開發的合作搭檔方案，能夠令開發過程簡略明了、工程師獲得有價值的回報，同時也滿足了最終用戶的需求。

10、不要放棄MCU的起源

有一些公司開發微控制器攻克方案已經很多年，對於向MPU應用遷移有很多顧慮，會覺得自己是外行，這樣的轉型會失去以往在MCU方面的經歷和技術積攢。STM32MP1能夠化解這類用戶的焦慮，MP1並不要求開發者放棄 MCU。得益於STM32MP1的獨創異構系統架構，除了兩個A7內核，還有一個Cortex-M4內核，它能夠運行RTOS，開發團隊能夠復用電機控制等應用程式，只需將已在其他MCU上運行的電機策略和算法快捷移植過來即可。而MPU帶來的高計算吞吐量、大DDR內存以及Linux開發環境，與慣用的 MCU應用程式同時呈現，開發者能夠更為順暢地適應這種轉型。

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