MCU полетного контроллера, разновидности: F1, F3, G4, F4, F7 и H7

Техническая статья о MCU полетного контроллера или как его еще называют — «процессор». Для чего он нужен и какие версии бывают.

Что такое MCU

MCU — это микроконтроллер типа STM32, процессор полетного контроллера.

STM32  — это семейство 32-битных интегральных схем микроконтроллера от STMicroelectronics. Семейство STM32 состоит из серий микроконтроллеров: H7 , F7 , F4 , G4 ,  F3 , F2 , F1 , F0.

Микроконтроллер состоит из ядра процессора, статической оперативной памяти, флэш-памяти, интерфейса отладки и различных периферийных устройств. Мозг полетного контроллера, который обрабатывает данные. Он запускает программное обеспечение, которое называется «прошивкой» и управляет квадрокоптером, получая данные с различных устройств и датчиков, например с гироскопа, акселерометра, барометра, GPS, компаса, лидаров и так далее.

Основными отличиями микроконтроллеров серии STM32 являются: внутренняя архитектура, тактовая частота, размер внутренней флэш-памяти, количество интерфейсов для периферийных устройств и другие.

Серия F1

Серия F1 MCU была выпущена в 2007 году. Это MCU, с которого началась эра полетных контроллеров. NAZE32 был первым полетным контроллером, основанным на прошивке STMF103 и Baseflight. Наиболее часто используемым микроконтроллером был STM32F103CBT6 с 128 Кбайт флеш-памяти для прошивки. Этот MCU в настоящее время считается устаревшим, поскольку поддержка Betaflight для F1 MCU была прекращена в 2017 году. Последняя версия, поддерживающая F1 — это Betaflight 3.2.

Серия F3

Микроконтроллеры серии F3 были выпущены в 2012 году. Частота ядра составляет до 72 МГц и общий объем флэш-памяти до 256 Кбайт. F3 Pin-to-Pin совместимый с STM32 F1. Более высокая тактовая частота позволяет работать в 2 раза быстрее, чем микроконтроллеры F1 предыдущего поколения, до 8 кГц. У него 3 последовательных (UART) порта для периферийных устройств.

Принцип Pin-to-Pin — это когда совпадают контактные площадки и оборудование совместимо.

Этот MCU в настоящее время считается устаревшим, поскольку поддержка Betaflight для F3 была прекращена в 2017 году. Последняя версия, поддерживающая F3 — это Betaflight 4.0.

Серия F4

Серия F4 была выпущена в 2011 году. Таким образом, микроконтроллер F4 фактически был выпущен раньше, чем  F3. У них немного более высокие тактовые частоты, что позволяет работать с циклами обновления до 32 кГц. Самым популярными микроконтроллерами F4 считаются STM32F405RGT6 с тактовой частотой 168 МГц и STM32F411CCU6 с тактовой частотой 100 МГц, но с уменьшенным размером для небольших плат.

Серия G4

MCU серии STM32 G4 впервые выпущены в 2019 году. G4 известен обширной обработкой аналоговых сигналов и богатыми передовыми аналоговыми периферийными устройствами, имеет до 512 Кбайт флэш-памяти и до 128 Кбайт оперативной памяти, работает на 170MHz. G4 обеспечивает лучшую энергоэффективность и производительность по сравнению со старой серией F3 / F4. У этой серии есть 5 аппаратных портов (UART).

Первый полетный контроллер с микроконтроллером STM32G4 — это полетный контроллер FETtec KISS G4, выпущенный в октябре 2021.

Серия F7

Серия F7 была выпущена в 2014 г. Частота работы до 216MHz, а флэш-память до 2048 Кбайт. F7 считается Pin-to-Pin совместимый с STM32 F4. Самый популярный MCU этой серии это STM32F722RET6 у которого 512 Кбайт флэш-памяти, 128 Кбайт оперативной памяти и 5 аппаратных портов (UART).

Серия H7

H7 — новейший MCU, выпущенный в 2017 году. Он был разработан как более быстрая и более экономичная альтернатива серии F7. Тактовая частота была увеличена почти вдвое, до 400 МГц, благодаря усовершенствованному процессу производства полупроводников с 90 до 40 нм. Это также снижает энергопотребление.

Серия H7 дешевле серии F7 из-за меньшего размера внутренней флэш-памяти (вместо нее используется дешевая внешняя память).

Читайте также: Полетный контроллер, для чего он нужен