【STM32+FPGA】先进算力+强安全+边缘AI，64位STM32MP2聚焦工业4.0应用

工业应用数字化和智能化程度，是衡量新质生产力的重要标准。STM32最新一代64位微处理器STM32MP2凭借先进算力、丰富接口和高安全性，为高性能和高度互联的工业4.0应用赋能。

STM32MP2四大关键特性，为工业4.0应用赋能

STM32MP2系列的第一颗产品STM32MP25现已量产，结温范围-40~125摄氏度，支持10年100%的运行时间，并与其它STM32产品一样具有10年滚动供货保障。

▲ 图示：STM32MP25框图

STM32MP2具有异构架构及卓越性能、强大的安全性能、先进的边缘AI能力与多媒体功能，并拥有丰富的外设接口和片上功能，可以在应用中为CPU减负。

STM32MP25具有大小核异构架构，性能卓越：主频为1.5GHz的双核Cortex-A35和主频为400MHz的Cortex-M33，大小核均可单独启动。Cortex-A35大核通常运行基于Linux 或Android 的应用，结合3D GPU、视频编解码、高速外设接口等可实现用户高端复杂的业务需求；Cortex-M33核不仅具备直接访问片上SRAM资源的能力，还能够高效地访问板载DDR存储，运行基于裸机或实时操作系统（RTOS）的硬实时等关键应用时，能够享有高数据吞吐率和充足的内存资源，从而确保系统的高效运行和实时响应。异构双核可基于片上共享内存实现高效的双核通信，并可灵活分配片上资源。

更强的安全特性，适用于工业4.0应用：STM32MP25通过了SESIP 三级以及PSA 一级目标认证，内置强大的安全加密硬件，可以实现存储器和外设保护，防止非法访问与控制；具有安全加密加速器，增强抵御物理攻击的稳健性；支持运行时代码隔离保护，以及产品生命周期内的设备真伪验证。

先进的边缘AI及丰富的多媒体功能，为更多工业场景赋能：STM32MP25内置算力高达1.35 TOPS的NPU边缘AI加速器，支持带ISP的 MIPI CSI接口，可实现如机器视觉在内的多种AI应用；STM32MP25还内置主频900MHz的3D GPU；开发者可灵活选择在CPU、GPU、NPU上运行AI应用。

3D GPU支持高达1080p分辨率，配有ISP处理器的MIPI CSI-2 摄像头接口，STM32MP25还内置全高清视频编解码并具有丰富的显示接口，支持RGB、LVDS 和DSI输出。

STM32MP25 具有丰富的外设接口和片上功能，可在应用中为CPU减负。

▲ 图示：工业HMI网关框图

以工业HMI网关为例：

• STM32MP25内置的H.264全高清视频处理器、3D GPU图形处理器、ISP图像信号处理器以及显示控制器、辅助Cortex-A35 CPU实现高性能HMI 图形交互界面；
• Cortex-M33 MCU处理工业硬实时应用；
• STM32MP25内置TSN交换机功能的多路千兆以太网可以实现以太网环形拓扑；
• PCIe高速接口便于用户连接FPGA等外设实现高速通信；
• 通过CANFD，UART/USART等总线接口可以实现多种现场总线通信；
• Cortex-A35和Cortex-M33有各自独立的电源域，可单独启动，确保工业场景中，A35内核上基于Linux或Android的应用因某种原因需要重启时，不会打断M33上的实时应用；
• Cortex-A35能效卓越，与配套电源管理芯片STPMIC25相结合，可简化设计，优化功耗；用户在设计产品时，无需额外为MP25配置散热装置，既节省了物料成本和PCB空间，又确保了产品的可靠性、稳定性以及更长的生命周期。

STM32MP2产品阵容强大

STM32MP25根据外设不同，目前有STM32MP257、STM32MP255、STM32MP253、STM32MP251四类产品子线已量产。此外，STM32MP23 和STM32MP21 也会在今年和明年陆续发布。

STM32MP2软件生态统一，硬件封装兼容

整个STM32MP2系列实现了软件生态统一和硬件封装兼容，用户可灵活选型。

AI应用生态****：ST提供丰富的生态工具和软件，通过模型训练、基准测试和模型优化、创建并部署应用三个阶段，支持用户将AI方案无缝集成到STM32MP2项目中。

模型训练阶段：开发者可以使用自己的模型，也可以使用STM32模型库中预训练模型和训练脚本；

基准测试和模型优化阶段：含云端版和离线版两个工具，实现模型的量化、优化、转换和基准测试。

创建并部署应用阶段：基于OpenSTLinux的X-LINUX-AI扩展包，是一站式AI解决方案，涵盖AI框架和应用以及工具框架，可以帮助用户快速开发AI应用。

STM32MP2软硬件生态：借助STM32完备的生态系统，有效降低用户开发时间与成本。

STM32 MPU嵌入式软件包含：Android、OpenSTLinux、OpenWrt用于支持Cortex-A35的开发，STM32Cube用于支持Cortex-M33的开发（裸机或RTOS开发）。

STM32 MPU官方嵌入式软件OpenSTLinux采用统一的软件架构，有三个版本，便于项目迁移。

同时提供丰富的扩展包，其中X-LINUX-AI和X-LINUX-RT扩展包，将助力用户释放AI应用潜力和提升工业应用中Linux系统实时性能。

开发软件：Linux开发支持Buildroot和Yocto，STM32CubeIDE用于Cortex-M33内核的开发；STM32Cube有针对于MPU的增强版，可用于芯片选型、硬件配置、编译开发及固件烧录等全栈开发。

硬件参考设计：MP2的每种封装都有模块化参考设计，包含最小系统部分及典型外设部分，已通过信号完整性和电源完整性的检测，开发者可以即插即用的方式进行复用；并提供多种开发板供用户进行前期方案评估。

STM32+FPGA：适用于工业实时控制与接口扩展领域。