STM32 固件库,CMSIS 标准,STM32Cube
STM32 固件库与 CMSIS 标准讲解
STM32F4 固件库就是函数的集合,那么对这些函数有什么要求呢?
这里就涉及到一个 CMSIS 标准的基础知识。经常有人问到 STM32 和 ARM 以及 ARM7 是什么关系这样的问题,其实 ARM 是一个做芯片标准的公司,它负责的是芯片内核的架构设计,而 TI,ST 这样的公司,他们并不做标准,他们是芯片公司,他们是根据 ARM 公司提供的芯片内核标准设计自己的芯片。所以,任何一个做 Cortex-M4 芯片,他们的内核结构都是一样的,不同的是他们的存储器容量,片上外设,IO 以及其他模块的区别。所以你会发现,不同公司设计的Cortex-M4 芯片他们的端口数量,串口数量,控制方法这些都是有区别的,这些资源他们可以根据自己的需求理念来设计。同一家公司设计的多种 Cortex-M4 内核芯片的片上外设也会有很大的区别,比如 STM32F407 和 STM32F429,他们的片上外设就有很大的区别。既然大家都使用的是 Cortex-M4 核,也就是说,本质上大家都是一样的,这样 ARM 公司为了能让不同的芯片公司生产的 Cortex-M4 芯片能在软件上基本兼容,和芯片生产商共同提出了一套标准 CMSIS 标准(Cortex Microcontroller Software Interface Standard),翻译过来是ARM CortexTM 微控制器软件接口标准。ST 官方库就是根据这套标准设计的。
CMSIS 分为 3 个基本功能层:
- 1 核内外设访问层: ARM 公司提供的访问,定义处理器内部寄存器地址以及功能函数。
- 2 中间件访问层: 定义访问中间件的通用 API。由 ARM 提供,芯片厂商根据需要更新。
- 3 外设访问层: 定义硬件寄存器的地址以及外设的访问函数。
从图中可以看出,CMSIS 层在整个系统中是处于中间层,向下负责与内核和各个外设直接打交
道,向上提供实时操作系统用户程序调用的函数接口。如果没有 CMSIS 标准,那么各个芯片公
司就会设计自己喜欢的风格的库函数,而 CMSIS 标准就是要强制规定,芯片生产公司设计的库
函数必须按照 CMSIS 这套规范来设计。
其实不用这么讲这么复杂的,一个简单的例子,我们在使用 STM32 芯片的时候首先要进
行系统初始化,CMSIS 规范就规定,系统初始化函数名字必须为 SystemInit,所以各个芯片公
司写自己的库函数的时候就必须用 SystemInit 对系统进行初始化。CMSIS 还对各个外设驱
动文件的文件名字规范化,以及函数名字规范化等等一系列规定
STM32 固件库 已被STM32Cube解决方案取代，后者是一种多合一的嵌入式软件产品
例如 STM32CubeF4
适用于STM32F4系列的STM32Cube MCU软件包（HAL，低层API和CMSIS（CORE，DSP，RTOS），USB，TCP / IP，文件系统，RTOS，图形-附带在ST板上运行的示例：STM32 Nucleo，发现套件和评估板）
STM32Cube是意法半导体的一项原始计划，旨在通过减少开发工作量，减少时间和成本来显着提高开发人员的生产率。STM32Cube涵盖了整个STM32产品组合。
STM32Cube包括STM32CubeMX，这是一种图形软件配置工具，允许使用图形向导生成C初始化代码。它还包括由STM32Cube硬件抽象层（HAL）和低层（LL）API组成的STM32CubeF4 MCU软件包，以及一组一致的中间件组件（RTOS，USB，FAT文件系统，图形和TCP / IP）。TouchGFX图形软件堆栈也作为STM32Cube生态系统的一部分包含在STM32CubeF4 MCU软件包中。它可免费用于STM32微控制器的生产和重新分发。提供了所有嵌入式软件实用程序，以及在STMicroelectronics板上运行的全套示例。
STM32Cube HAL是STM32嵌入式软件层，可确保在STM32产品组合中实现最大的可移植性，而LL API构成了一个快速，轻巧，面向专家的层，与HAL相比，它更接近于硬件。HAL和LL API可以同时使用，但有一些限制。HAL和LL API均已投入生产，并且已按照MISRA- C®：2004指南进行开发，但有一些已记录的例外情况（按需提供报告）和ISO / TS16949。此外，特定于ST的验证过程更加深入级资格。
STM32CubeF4将所有通用嵌入式软件组件收集到一个封装中，该组件是在STM32F4微控制器上开发应用程序所需的。遵循STM32Cube的倡议，这组组件具有高度的可移植性，不仅在STM32F4系列内，而且在其他STM32系列内也是如此。此外，低层API以可移植性和简便性为代价，为STM32CubeF4 HAL提供了替代的高性能，低占用空间的解决方案。
HAL和LL API可在开源BSD许可证中使用，以方便用户使用。