ARM Cortex M7 et une nouvelle famille STM32

STM32F7_series_SS1858ARM domine à présent littéralement le marché des architectures pour l’embarqué. En dehors de rares exceptions, il est plus que probable que votre smartphone, votre box internet ou n’importe quel équipement électronique « intelligent » présent autour de vous soit équipé d’une puce à architecture ARM.

L’histoire d’ARM débute avec les ordinateurs Acorn dans les années 80 et avec la guerre opposant cette société à celle créée par Clive Sinclair, créateur du ZX80. Le but du jeu, à l’époque (1981), était de décrocher le juteux contrat consistant à produire le BBC Micro, support matériel d’un projet pédagogique d’apprentissage de l’informatique initié par la BBC.

Durant la période d’existence d’Acorn, des recherches débouchent sur la création d’un processeur baptisé ARM pour Acorn RISC Machine pour remplacer les processeurs Motorola jusqu’alors utilisés. Malheureusement, la fièvre de l’informatique personnelle des années 80 sature rapidement le marché et l’aventure Acorn fini par prendre fin, tout comme celle de bien d’autres pionniers, donc Sinclair, Commodore, Atari et bien d’autres qui changent leur stratégie ou disparaissent, écrasés par le double rouleau compresseur IBM PC et Apple Macintosh.

« BBC Micro Front Restored » par Stuart Brady — BBC_Micro.jpeg. Sous licence Public domain via Wikimedia Commons - http://commons.wikimedia.org/wiki/File:BBC_Micro_Front_Restored.jpg#mediaviewer/File:BBC_Micro_Front_Restored.jpg

ARM devient une entité indépendante et change son acronyme en Advanced Risc Machine en se centrant uniquement sur la conception de processeurs dont les générations se succèdent rapidement. La grande force d’ARM est de ne pas fabriquer de processeurs, mais d’uniquement concevoir ces derniers et de vendre des licences d’exploitation à des fabricants qui ajoutent leurs éléments périphériques.

C’est le cas de nombreuses sociétés comme AllWinner, Altera, Cypress, Freescale, Marvel, NXP, Samsung, STMicroelectonics, Texas Instrument ou encore Xilinx.

Le nombre de modèles de processeurs ARM est très important et on distingue aujourd’hui trois grandes familles :

  • Les ARM Cortex-M formant une base pour les microcontrôleurs 32 bits,
  • Les ARM Cortex-R orientés temps-réel pour les applications critiques avec des contraintes importantes en termes de gestion des délais et des durées,
  • Les ARM Cortex-A qui forment la gamme de puissance des ARM permettent de créer des SoC (System on Chip) destinés à équiper des ordinateurs ou des smartphones

Hier, nous étions dans les bureaux de STMicroelectronics à l’occasion de l’annonce tant par ARM que par STMicroelectronics d’un petit (gros) nouveau dans la gamme Cortex-M, le Cortex-M7.

Jusqu’à aujourd’hui, cette gamme se composait des M0, M0+, M1, M3 et des gros M4. Voici venir maintenant la série M7 rendant les M4 un peu moins gros, relativement.

Ce nouveau Cortex-M7 est clairement présenté comme une base pour des microcontrôleurs haute performance fournissant une puissance de calcul inégalée. Il est destiné à compléter la gamme en proposant une solution pour des applications de plus en plus demandeuses en termes de performance.

mserieDans la pratique, cette gamme M7 ouvre la voie pour des microcontrôleurs fournissant par exemple des fonctions de reconnaissance vocale, des interfaces utilisateurs plus proche de ce qu’on trouve sur smartphone ou encore des fonctionnalités de traitement des données qui étaient jusqu’alors confiées à des DSP (processeurs spécialisés dans le traitement de signaux).

L’une des premières implémentations du Cortex-M7 est la nouvelle famille STM32F7 de chez STMicroelectronics. La réelle difficulté pour les constructeurs consiste à dompter la puissance du M7 en ne créant pas de goulot d’étranglement à l’intérieur même du microcontrôleur.

stm32f7bockNous avons pu constater hier que le STM32F7 relève le défi et y réussit en fournissant un composant affichant littéralement des performances dignes du concept de base. Mieux encore, les futures versions de production, attendues pour le premier semestre 2015 sont conçues pour permettre de remplacer un STM32F4 sans le moindre problème aussi bien physiquement (pin-to-pin compatible) que logiciellement. Dans l’absolu, il suffira donc de remplacer un microcontrôleur F4 par un F7 adapté, recompiler le code et automatiquement presque doubler les performances. Nous avons même eu le plaisir de voir de nos yeux ce petit « miracle » en comparant deux cartes strictement identiques, l’une avec un F4 et l’autre avec l’un des premiers samples de développement du F7.

Bien entendu, nous avons également sauté sur l’occasion pour nous informer sur l’avenir stratégique de cette gamme et en particulier sur l’importance du mouvement makers pour STMicroelectronics. Nous avons eu ainsi confirmation qu’il y aura bien un Discovery kit à base de STM32F7 ainsi qu’une nouvelle carte Nucleo compatible mbed.

L’intérêt porté par les hobbyistes sur les technologies électroniques numériques et les microcontrôleurs nous a paru non seulement parfaitement entendu par STMicroelectronics, mais également perçu comme quelque chose d’important sinon capital. Il est très agréable de voir un industriel réaliser que les passionnés représentent un public qu’il est indispensable de prendre en compte et sans doute se rappeler également qu’à l’origine de toutes sociétés investies dans les technologies il y a toujours un ou plusieurs « fou-furieux » qui s’est donné à sa passion.

Il faudra encore attendre pour pouvoir mettre la main sur un devkit STM32F7, car l’annonce arrive bien avant la mise en production du composant, mais on peut, en attendant, se jeter sur le datasheet du STM32F756xx.

stm32f7consoEt ce n’est qu’un début, non seulement le STM32F7 qui est pour l’instant construit en technologie 90nm devrait encore évoluer via un passage au 65nm, 40nm puis 28nm dans les années à venir, mais STMicroelectronics n’est pas le seul à annoncer ses premières implémentations, Atmel et Freescale sont également de la partie.

Notez également que les Cortex-M7 visent plus de puissance, mais aussi une consommation réduite ce qui a pour synonyme une autonomie augmentée pour toute une gamme de produits. On pense naturellement aux montres « intelligentes » (smart watch) qui ne tarderont pas à envahir notre quotidien.

Le M7 va changer la donne pour bon nombre de choses et fort heureusement aussi pour les bidouilleurs qui ont donc l’assurance à ce jour de pouvoir mettre eux aussi la main sur cette technologie lorsque les premiers kits feront leur apparition.

Pour l’annonce de STMicroelectronics, c’est pas ici !