分享文章分为5部分，全面解析NUCLEO-G431RB板卡的各项性能及运用。我们将以连载办法刊出，以期为蝶粉们带来G4性能深入全面的解读。
01.硬件概览
02.软件工具及环境搭建
03.Cormark 跑分测试与 Nucleo 其他系列的比拟
04.快速傅里叶变换
05.G4在电机掌握中的运用
以下为正文
本日先容的工具是ST公司的NUCLEO-G431RB开拓板，有幸拿到它后，第一韶光拍一张红底的证件照（见图一）。
▲ 图一，板卡证件照
一、主板概览
ST的板卡有3大类，市情上最常见的是NUCLEO板卡，更多地被用于验证板载芯片性能，除此之外，还有资源更丰富的Discovery Kit 和EVAL Kit。
NUCLEO-G431RB板子较之前的NUCLEO64系列的主板，有较大改动，从早期的MB1136、MB1319、MB1360，升级到目前最新的MB1367系列。创造了板子型号的迭代，这里顺便简要先容一下ST设计的这几款NUCLEO64板子的差异。
1、MB1136 是最常见的NUCLEO64系列，用在它上边的芯片种类很多，跨度最大、韶光最长，从早期的F030R8到F446RE、低功耗的L010RB到L152RE、L452RE、L476RG都利用它的布局。
2、MB1319 是MB1136的改版，涌如今ST芯片低功耗和LORA盛行的2017年至2018年，这款主板紧张为低功耗系列芯片供应电源掌握实验验证环境，它板载一颗开关电源芯片SMPS是它差异于同期间其他主板的标志，这类主板常日以“-P”结尾。代表主板有NUCLEO-L412RB-P、NUCLEO-L433RC-P、NUCLEO-L452RE-P，其余从这款主板开始，ST在NUCLEO64系列采取了MicoUSB作为ST-LINK2-1的链接器件。
3、MB1360是2019年为G0（NUCLEO-G070RB、NUCLEO-G071RB）系列搭配出的一款主板，依旧采取2层设计，合营STM32F103作为ST-LINK2-1的环境，MicoUSB作为ST-LINK的供电调试接口，这一版主板最大的不同便是去掉了STS7PF30L这款受控于STLINK的电源管理芯片，用STMPS2141STR替代，供电办法也不是单一的USB外部供电模式，用LDK2M33R、LD1117S50TR、LDL1112PV33R共同组成供电方案，因此这款主板的电源供电选择可采CHG、E5V、VIN、STLK这4种组合，这种组合办法常见于Discovery系列的主板中。
4、简要先容了前面几款主板，接下来便是本文特殊先容的板载STM32G431RB芯片MB1367主板。这里我用NUCLEO-G431RB与之前的NUCLEO-F302R8做一个比拟，见图二。
▲ 图二，左侧是NUCLEO-G431RB，右侧是NUCLEO-F302R8
A、 STLINK主控芯片的差异
差异最大的便是STLINK主控芯片，用STM32F723更换了沿用3个NUCLEO64系列主板的STM32F103C8，周边的NUCLEO扩展接口发生了变革。从用于STLINK芯片，可以创造这款主板用料实实在在。
在之前ST出品的资源更为丰富Discovery系列主板中，有采取同型号MCU的开拓板32F723EDISCOVERY，有兴趣的同学可以不雅观摩一下。
▲ 图三，ST-LINK链接功能图
B、 电源树
▲ 图四，电源树图
这款主板采取了多电源组合供电模式，因此根据JP5跳线的不同选择，供电的路径是不一样的。
选择5V_STLIK供电时，供电路径分别经由 U4、JP5、U12和U14 然后到ST-LINK、MCU以及MIPI10接口。选择5V_VIN供电时，通过主板上Auduino接口的VIN输入小于12V的电压、经由U11稳定到5V，然后经由U12和U14然提向ST-LINK、MCU以及MIPI10接口供电。选择E5V供电时，5V电源通过主板上E5V（CN7）接口供电，然后经由JP5、U12向ST-LINK、MCU以及MIPI10接口供电。选择5V_CHRG时，电源源头还是经由USB、JP5、U12向ST-LINK、MCU以及MIPI10接口供电。C、 接口传承
主板的接口丰富，连续沿用NUCLEO系列中Aduino和ST Morpho连接扩展接口，兼容大部分X-NUCLEO扩展板的运用，仅需少量改动代码就能兼容不同的扩展运用组合。
▲ 图五，接口引脚略图
D、 板载晶振数量和类型
这款主板用料上实在的又一个证明便是为MCU搭配的晶振也是满配，全部采取小型号贴片封装的晶振：分别是24MHz的2016型晶振、 32.768KHz的3215型晶振、25MHz的2520型晶振。
E、 继续和创新
这款主板连续沿用了MB1360系列主板的设计观点：MicoUSB接口、多电源组合供电模式。最细致之处是为Boot办法专门设计了跳针，方便设计、调试程序时选择启动办法带来便利 。
F、 主板工艺开窗
由于利用了STM32F723IEK6的封装（UFBGA176）主板的制作工业有发生了变革，采取了4层板设计，厂商存心的在主板下方的透明窗体中清晰的标明了板的层数。这是我又一次在主板上瞥见层数开窗的设计，之前多在欧系电子厂商中瞥见这样的层数开窗设计，让利用者对主板的情形有清晰的认识。
二、MCU概览
▲ 图六，功能块图
从官方STM32G431RB功能块图可以看出，G431的紧张设备功能：
1、 内核方面：
利用ARM® 32位Cortex® M4 CPU，频率高达170 MHz，带FPU，带MPU，带DSP指令，自适应实时加速器（ART加速器），许可从闪存实行0等待状态，处理能力达到213个DMIPS(Dhrystone Million Instructions executed Per Second：每秒百万次整数指令处理能力) ；带ETM: 嵌入式跟踪宏单元(Embedded Trace Macrocell) 方便程序调试；具有12通道DMAMUX；片内存储空间：128KB Flash和22KB SRAM知足大多数程序的须要。2、 MCU可复用连接接口包含：
串行根本通信：3个SPI、3个IIC、4个UxART；USB接口：1个高速USB2.0接口，1个带PHY的USB-C PD3.0接口；1个具备灵巧数据速率的CAN接口（CAN-FD）；2个半双工串行音频接口；3、 片内加速器：
具备ART加速，具备10KB 内核专用存储器（CCM-SRAM）；具备数学加速器：适宜三角函数的坐标旋转数字打算方法(Cordic)、滤波数学加速器（FMAC）；4、 片内多种定时器：
具备1个32位定时器；具备5个16位不同种类的定时器；具备2个16位根本定时器；具备2个16位高等电机掌握定时器（8通道，知足最多8x脉宽调制通道）；具备1个低功耗定时器；5、 逻辑电路单元：
具备2个12位ADC；具备4个比较器；具备4个DAC(2个带输出buff,2个不带buff)；具备3个运算放大器；具备1个温度传感器；更多内核资料请移步官方G431数据手册，里面有更详细的先容。硬件篇概览先先容到这里，要利用好这块板子，在熟习了硬件基本内容之后，还须要选择一套得当的软件开拓工具。工具能方便开拓、调试硬件功能，关于软件工具的准备和利用概况将不才个章节中先容，敬请关注G4连载系列。
