隨著嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展，Linux作為一種成熟的操作系統(tǒng)，已經(jīng)成為嵌入式系統(tǒng)的重要選擇。而STM32F4作為一種高性能、低功耗的微控制器，也成為了眾多嵌入式開發(fā)者的選擇。將Linux系統(tǒng)運行在STM32F4平臺上，能夠充分發(fā)揮其性能優(yōu)勢，使嵌入式應用更加智能化和高效化。

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一、STM32F4的硬件基礎

STM32F4是ST公司推出的一款高性能、低功耗的微控制器。它集成有 Cortex-M4 內(nèi)核、DSP 加速器，以及具有高處理性能、大容量存儲和多種接口的片上外設。同時，STM32F4 還具有低功耗特性和豐富的模擬、數(shù)字接口，使其在嵌入式系統(tǒng)的應用領域具有廣泛的應用前景。

二、Linux系統(tǒng)在STM32F4上的應用

在STM32F4的硬件基礎上，運行Linux系統(tǒng)能夠為嵌入式系統(tǒng)提供更為智能化的應用?？傮w而言，Linux系統(tǒng)在STM32F4上的應用包含以下方面：

1. 網(wǎng)絡通信

Linux內(nèi)核集成了網(wǎng)絡協(xié)議棧，使嵌入式系統(tǒng)能夠通過網(wǎng)絡接口與外部設備進行通信。在STM32F4平臺上，與其他設備進行TCP/IP通信或者實現(xiàn)網(wǎng)絡視頻傳輸都是可行的。

2. 文件系統(tǒng)

嵌入式系統(tǒng)需要有一種能夠處理不同類型數(shù)據(jù)的文件系統(tǒng)，而Linux系統(tǒng)提供了FAT和EXT等多種文件系統(tǒng)支持。此外，Linux系統(tǒng)還支持網(wǎng)絡文件系統(tǒng)，這意味著可以在外部設備的幫助下建立本地存儲的文件系統(tǒng)，提高數(shù)據(jù)傳輸效率。

3. 語音識別

運行Linux系統(tǒng)的嵌入式系統(tǒng)能夠通過語音識別技術實現(xiàn)智能控制。隨著技術的發(fā)展，語音識別系統(tǒng)已經(jīng)逐漸成為一種普遍的人機交互方式。相比于傳統(tǒng)的按鍵操作，語音識別技術更能提高嵌入式設備的便攜性和易用性。在STM32F4平臺上，可以通過擴展外部USB麥克風來實現(xiàn)語音識別。

4. 圖像處理

Linux系統(tǒng)支持多種圖像處理技術，如圖像識別、圖像分析等。在STM32F4平臺上，可以通過攝像頭和圖像處理算法來開發(fā)視覺應用，如智能家居安防等。

5. 實時性任務處理

STM32F4具有獨特的硬件外設，如DMA、多級嵌套中斷控制等，這使得STM32F4的實時性能得到大幅提升。Linux系統(tǒng)本身并不具備實時性，但是STM32F4具備的實時性能能夠?qū)崿F(xiàn)在時間敏感的任務中處理。

三、Linux系統(tǒng)在STM32F4上的優(yōu)勢

1. 現(xiàn)成硬件模塊

STM32F4的硬件模塊具有豐富的功能，如DMA、嵌套中斷控制、以太網(wǎng)MAC等。這些硬件模塊可以為Linux系統(tǒng)的開發(fā)提供現(xiàn)成的支持。相比于其他平臺，STM32F4的硬件模塊更加完善，能夠提升開發(fā)的效率和質(zhì)量。

2. 硬件資源的高效利用

在Linux系統(tǒng)中，很多模塊都需要進行軟件模擬。但是，在STM32F4平臺上，一些常用的處理模塊可以通過硬件加速器得到大幅提升，例如在FFT、DSP加速等領域，這使得開發(fā)者能夠做更多的事情而不會過多浪費處理能力。

3. 豐富的軟件庫支持

Linux系統(tǒng)內(nèi)置了大量的驅(qū)動程序和軟件庫，可以有效地支持STM32F4上軟件的開發(fā)。在使用這些庫時，開發(fā)者能夠更加高效地實現(xiàn)應用，降低了應用開發(fā)的難度。

4. 持續(xù)維護和更新

作為一種開源軟件，Linux系統(tǒng)的持續(xù)維護和更新可以不斷地提升系統(tǒng)功能和安全性。在嵌入式系統(tǒng)中，安全性和可靠性是非常重要的。使用Linux系統(tǒng)可以保證應用的持續(xù)發(fā)展和安全性。

四、

綜上所述，將Linux系統(tǒng)運行在STM32F4平臺上，能夠為嵌入式系統(tǒng)帶來更高效、更智能的使用體驗。相比于其他嵌入式平臺，STM32F4具有更加完善的硬件模塊和更多的軟件庫支持，能夠讓開發(fā)者更加高效地實現(xiàn)應用。隨著技術的發(fā)展，Linux在嵌入式系統(tǒng)中的應用前景將越來越廣泛，并給嵌入式系統(tǒng)帶來更大的發(fā)展空間。

相關問題拓展閱讀：

• stm32是哪個公司的？屬于arm公司還是屬于意法半導體公司(ST)？
• stm32f407待機功耗
• stm f和f的區(qū)別？

stm32是哪個公司的？屬于arm公司還是屬于意法半導體公司(ST)？

意法半導體公司

拓展資料：意法半導體（ST）集團于1988年6月成立，是由意大利的SGS微電子公司和法國Thomson半導體公司合并而成。1998年5月，SGS-THOMSONMicroelectronics將公司名稱改為意法半導體有限公司，是世界更大的半導體公司之一。STM32系列基于專為要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式應用專門設計的ARMCortex_-M0，M0+，M3，M4和M7內(nèi)核（ST’sproductportfoliocontainsacomprehensiverangeofmicrocontrollers，fromrobust，low-cost8-bitMCUsupto32-bitARM-basedCortex_-M0andM0+，Cortex_-M3，Cortex_-M4Flashmicrocontrollerswithagreatchoiceofperipherals.SThasalsoextendedthisrangetoincludeanultra-low-powerMCUplatform)。

它具有以下握慧三個特點：

1，新的基于ARM內(nèi)核的32位MCU系列

_標準的

ARM架構

_內(nèi)核為ARM公司為要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式應用專門設計的Cortex-M內(nèi)核

2，超前的體系結(jié)構

_高性能_低電壓_低功耗_創(chuàng)新的內(nèi)核以及外設

3，簡單易用/自由/低風險

Cortex-M3系列屬于慶皮蠢ARMv7架構

ARMv7架構定義了三大分工明確的系列：

“A”系列：面向尖端的基于

虛擬內(nèi)存

的操作系統(tǒng)和用戶應用

“R”系列：針對實時系統(tǒng)；

“M”系列：對微控制器。

STM32F1屬于Cortex-M系列中的Cortex-M3內(nèi)核，采用ARMv7-M架構。STM32F4屬于Cortex-M4系列采用ARMv7-ME架構。譽陪Cortex-A5/A8采用ARMv7-A架構。傳統(tǒng)的ARM7系列采用的是ARMv4T架構。（想了解更多可參考韋東山老師的《Linux應用開發(fā)完全手冊》之一章）

一個芯片是由內(nèi)核和外設構成的，悄困耐ST公司是造芯片的，但用的是ARM公司的內(nèi)核再加上尺此自己的外設構成一個完整的STM芯片，所以當啟春然用ST命名。

stm32f407待機功耗

疑問

在做待機喚醒實驗時，會有這樣的疑問：只有進入好姿襪待機模式的代碼，那么喚醒是如何喚醒的？

原理

（此節(jié)主要針對待機喚醒原理進行簡單介紹，可以根據(jù)自己情況自動略過）

STM32F4待機模式

在系統(tǒng)或電源復位以后，微控制器處于運行狀態(tài)。運行狀態(tài)下的 HCLK 為 CPU 提供時鐘，內(nèi)核執(zhí)行程序代碼。當 CPU不需繼續(xù)運行時，可以利用多個低功耗模式來節(jié)省功耗，例如等待某個外部事件時。

STM32F4 的 3 種低功耗模式

在這三種低功耗模式中，更低功耗的是待機模式，在此模式下，更低只需要 2.2uA 左右的 電流。停機模式是次低功耗的，其典型的電流消耗在350uA 左右。最后就是睡眠模式了。

進入/退出待機模式

拓展：

在進入模式的第三步：將WUF位清零，查看寄存器PWR_CSR。

清零需要通過PWR_CR進行配置：CWUF位置1。

退出模式

根據(jù)圖1及下面stm32部分時鐘樹可知，在待機的狀態(tài)下，PLL、HSI 和 HSE 振蕩器被斷電、1.2V供電區(qū)別斷電，可以認為只有LSI、LSE振蕩器在工作，因此RTC、獨立看門狗可以工作，從而進行待友激機喚醒。（還有WKUP上升沿、NRST復位）

代碼

#include “wkup.h”

#include “l(fā)ed.h”

#include “delay.h”

#include “usart.h”

//系統(tǒng)進入待機模式

void Sys_Enter_Standby(void)

{

while(WKUP_KD);//等待WK_UP按鍵松開(在有RTC中斷時,必須等WK_UP松開再進入待機)

RCC_AHB1PeriphResetCmd(0X04FF,ENABLE);//復位所有IO口

RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_PWR, ENABLE);//使能PWR時鐘

PWR_BackupAccessCmd(ENABLE);//后備區(qū)域訪問使能

//這里我們就直接關閉相關RTC中斷

RTC_ITConfig(RTC_IT_TS|RTC_IT_WUT|RTC_IT_ALRB|RTC_IT_ALRA,DISABLE);//關閉RTC相關中斷，可能在RTC實驗打開了。

RTC_ClearITPendingBit(RTC_IT_TS|RTC_IT_WUT|RTC_IT_ALRB|RTC_IT_ALRA);//清楚RTC相關中斷標志位。

PWR_ClearFlag(PWR_FLAG_WU);//清除Wake-up 標志

PWR_WakeUpPinCmd(ENABLE);//設置WKUP用于喚醒

PWR_EnterSTANDBYMode();//進入待機模式

}

//檢測WKUP腳的信號

//返回值1:連續(xù)按下3s以上

//:錯誤的觸發(fā)

u8 Check_WKUP(void)

{

u8 t=0;

u8 tx=0;//記錄松開的次數(shù)

LED0=0; //亮燈DS0

while(1)

{

if(WKUP_KD)//已經(jīng)按下了

{

t++;

tx=0;

}else

{

tx++;

if(tx>3)//超過90ms內(nèi)沒有WKUP信號

{

LED0=1;

return 0;//錯誤的按鍵,按下次數(shù)不夠

}

}

delay_ms(30);

if(t>=100)//按下超過3秒鐘

{

LED0=0; //點亮DS0

return 1; //按下3s以冊漏上了

}

}

}

//中斷,檢測到PA0腳的一個上升沿.

//中斷線0線上的中斷檢測

void EXTI0_IRQHandler(void)

{

EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line0); // 清除LINE10上的中斷標志位

if(Check_WKUP())//關機?

{

Sys_Enter_Standby(); //進入待機模式

}

}

//PA0 WKUP喚醒初始化

void WKUP_Init(void)

{

GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;

EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStructure;

RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOA, ENABLE);//使能GPIOA時鐘

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_SYSCFG, ENABLE);//使能SYSCFG時鐘

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0; //PA0

GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN;//輸入模式

GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_OD;

GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz;

GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_DOWN;//下拉

GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);//初始化

SYSCFG_EXTILineConfig(EXTI_PortSourceGPIOA, EXTI_PinSource0);//PA0 連接到中斷線0

EXTI_InitStructure.EXTI_Line = EXTI_Line0;//LINE0

EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt;//中斷事件

EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Rising; //上升沿觸發(fā)

EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE;//使能LINE0

EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);//配置

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI0_IRQn;//外部中斷0

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0x02;//搶占優(yōu)先級2

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0x02;//子優(yōu)先級2

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;//使能外部中斷通道

NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);//配置NVIC

//(檢查是否是正常開)機

if(Check_WKUP()==0)

{

Sys_Enter_Standby();//不是開機,進入待機模式

}

}

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此處為wkup.c代碼，比較簡單，這里不再進行闡述，下面主要針對上述疑問進行解釋。（通過查閱資料，自行理解的邏輯）

理解

首先，開機后，從int main()函數(shù)進行初始化，進行到WKUP_Init()；對PA0進行相關配置，檢查是否長按開機鍵，沒有，進入Sys_Enter_Standby()函數(shù)，在函數(shù)內(nèi)最后進入待機模式：PWR_EnterSTANDBYMode()。

PWR_EnterSTANDBYMode()配置在原理中已經(jīng)進行介紹，不再重復，主要針對函數(shù)內(nèi)的WFI進行介紹：

WFI: wait for Interrupt 等待中斷，即下一次中斷發(fā)生前都在此hold住不干活

也就是說：當前大環(huán)境是正常運行狀態(tài)，當運行于此處時，卡住不進行后續(xù)代碼執(zhí)行，相當于進行待機處理。

所以在初始化時，運行到WFI就卡在了一個地方

當按鍵wkup被按下時，其實已經(jīng)進行了待機喚醒處理，（從按下時，燈光亮了一下就可以看出來，程序已經(jīng)開始運行了，沒有繼續(xù)卡在原處），此時是從int main()函數(shù)之一行開始重新運行。進行到WKUP_Init()；對PA0進行相關配置，檢查是否長按開機鍵。

沒有按夠3s，重復上述1、2步驟；

當按鍵達到3s后，跳過WKUP_Init()函數(shù)中的ifCheck_WKUP()函數(shù)，程序正常運行，從而達到喚醒功能。并配置PA0中斷方式。

當再次按鍵達到3s后，進入中斷，判斷有沒有按夠3s。時間不夠，繼續(xù)運行正常狀態(tài)；時間達到3s，Sys_Enter_Standby()

再次進入待機模式。

void EXTI0_IRQHandler(void)

{

EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line0); // 清除LINE10上的中斷標志位

if(Check_WKUP())//關機?

{

Sys_Enter_Standby(); //進入待機模式

}

}

stm f和f的區(qū)別？

一、內(nèi)核不同

1、stm32 f103：于中低端的32位ARM微控制器，該系列芯片是意法半導體（ST）公司出品，其內(nèi)核是Cortex-M3。

2、stm32 f407：又稱STM32F4，由ST（意法半導體）開發(fā)的一種高性能微控制器。采用了90 納米的NVM 工藝和ART。

二、特點不同

1、stm32 f103：按片內(nèi)Flash的大小可分為三大類：小容量（16K和32K）、中容量（64K和128K）、大容量（256K、384K和512K）。

2、stm32 f407：兼容于STM32F2系列產(chǎn)品，便于ST的用戶擴展或升級產(chǎn)品，而保持腔喊硬件的兼容歷凱能力。

三、集成功能不同

1、stm32 f103：集成定時器，CAN，ADC，SPI，I2C，USB，UART，等多種功能。

2、stm32 f407：集成了新的DSP和FPU指令，168MHz的高速性能使得數(shù)字信號控制器應用和快速的產(chǎn)品開發(fā)達到了新的水平。提升控制算法的執(zhí)行速度和代碼效率。

參考資料來源：伍爛野

百度百科-STM32F103

參考資料來源：

百度百科-STM32F4

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