Arm Cortex-M4 处理器概述

处理器架构

• CPU 型号：Arm 32 位 Cortex-M4 带浮点单元（FPU）
• 性能：
  • 最大频率：170 MHz
  • 每百万指令最大指令数（DMIPS）：213
• 加速器：自适应实时加速器（ART Accelerator），用于从闪存中实现 0 等待状态执行

工作条件

• 电压范围：
  • VDD/VDDA：1.71 V 至 3.6 V

数学硬件加速器

• CORDIC：用于三角函数加速
• FMAC：滤波数学加速器，用于三角函数加速

内存组件

• 闪存：
  • 512 Kbytes，支持 ECC
  • 两个银行支持读写操作
  • 专有代码读出保护（PCROP）
  • 安全内存区域
  • 1 Kbyte 一次性可编程（OTP）
• SRAM：
  • 96 Kbytes，带硬件奇偶校验
• 常规加速器：
  • 32 Kbytes 的 SRAM 在指令和数据总线上，带硬件奇偶校验（CCM SRAM）

外部内存接口

• FSMC：支持 SRAM、PSRAM、NOR 和 NAND 内存
• 四线 SPI 内存接口

复位和电源管理

• 电源管理：
  • 上电/断电复位（POR/PDR/BOR）
  • 可编程电压检测器（PVD）
• 低功耗模式：睡眠、停止、待机和关断
• VBAT 电源：用于 RTC 和备份寄存器

时钟管理

• 振荡器：

• 4 至 48 MHz 晶体振荡器
• 32 kHz 振荡器，带有校准功能
• 内部 16 MHz RC，带有 PLL 选项（± 1%）
• 内部 32 kHz RC 振荡器（± 5%）

I/O 和互连矩阵

• 快速 I/O：多达 107 个，所有均可映射到外部中断向量
• 耐压能力：多个 I/O 具有 5 V 耐压能力
• 互连矩阵：16 通道 DMA 控制器
• 模拟组件：
  • 512 Kbytes 的闪存，支持 ECC（两个银行）
  • 7 个 12 位 ADC（0.25 μs，多达 42 个通道）
  • 7 个 12 位 DAC 通道
  • 6 个在 PGA 模式下的运算放大器
  • 内部电压参考缓冲器（VREFBUF），支持三种输出电压

定时器

• HRTIM（高分辨率和复杂波形生成器）：6 个 16 位计数器，184 ps 分辨率，12 个 PWM
• 2 个 32 位定时器和 2 个 16 位定时器（带有最多四个 IC/OC/PWM 或脉冲计数器和正交编码器输入）
• 3 个 16 位 8 通道高级电机控制定时器
• 1 个 16 位定时器（带有 2 个 IC/OCs、一个 OCN/PWM、死区时间生成以及紧急停止）
• 2 个 16 位定时器（带有 IC/OC/OCN/PWM、死区时间生成以及紧急停止）
• 2 个看门狗定时器（独立、窗口）
• 1 个 SysTick 定时器（24 位减法计数器）
• 2 个 16 位基本定时器
• 1 个低功耗定时器

通信接口

• FDCAN 控制器：支持灵活的数据速率
• I2C：快速模式加（1 Mbit/s），支持 SMBus/PMBus
• USART/UARTs：ISO 7816 接口，LIN，IrDA，调制解调器控制
• LPUART
• SPIs：4 至 16 个可编程位帧，2 个带有复用半双工 I2S 接口
• SAI（串行音频接口）
• USB 2.0 全速接口：支持 LPM 和 BCD
• IRTIM（红外接口）
• USB Type-C™/USB 电源传输控制器（UCPD）

其他特性

• 真随机数发生器（RNG）
• CRC 计算单元
• 96 位唯一 ID
• 开发支持：串行线调试（SWD），JTAG，嵌入式跟踪宏单元™