在智能皮電手環(huán)及數(shù)據(jù)存儲技術不斷迭代的當下，主控 MCU STM32H750與存儲 SD NAND MKDV4GIL-AST的強強聯(lián)合，正引領行業(yè)進入全新發(fā)展階段。二者憑借低功耗、高速讀寫與卓越穩(wěn)定性的深度融合，以及高容量低成本的突出優(yōu)勢，成為大規(guī)模生產場景下極具競爭力的數(shù)據(jù)存儲解決方案。?

在對能耗極為敏感的智能穿戴設備、便攜式電子產品領域，能源續(xù)航直接決定用戶體驗與設備競爭力。STM32H750與 SD NAND MKDV4GIL-AST構建的低功耗架構，通過智能電源管理與高效數(shù)據(jù)處理機制，將系統(tǒng)能耗降低 30%以上。以智能皮電手環(huán)為例，該組合可使設備續(xù)航時間延長至 14天，減少頻繁充電帶來的使用困擾，不僅顯著提升用戶體驗，更使設備整體能耗成本降低 25%，實現(xiàn)節(jié)能與經濟性的雙重突破。?

在數(shù)據(jù)處理效率方面，這套黃金搭檔展現(xiàn)出強大實力。SD NAND MKDV4GIL-AST在 STM32H750的驅動下，順序讀取速度可達 30MB/s，順序寫入速度達 20MB/s，能夠快速捕捉傳感器產生的海量數(shù)據(jù)，面對每秒數(shù)千次的傳感器數(shù)據(jù)采集，二者協(xié)同可實現(xiàn)數(shù)據(jù)零延遲存儲，在智能終端數(shù)據(jù)處理場景下，更能大幅提升系統(tǒng)響應速度，有力保障系統(tǒng)穩(wěn)定流暢運行。?

STM32H750基于ARM? Cortex?-M7內核的高性能超值系列MCU

卓越性能

在 400 MHz主頻下，從 Flash執(zhí)行程序時，STM32H750超值系列可實現(xiàn) 2020 CoreMark/856 DMIPS的出色性能。其 L1緩存（16 KB指令緩存 + 16 KB數(shù)據(jù)緩存）保障零等待執(zhí)行，即便使用外部存儲器也無損性能。此外，DSP指令集與雙精度 FPU進一步拓展了應用范疇。

強化安全

該系列集成加密 /哈希處理器，對 AES - 128、AES - 192、AES - 256加密進行硬件加速，同時支持 GCM、CCM、三重 DES及 MD5、SHA - 1、SHA - 2 等哈希算法。在現(xiàn)場初始編程或固件升級時，提供身份驗證安全服務，有力保護軟件 IP。

高效能效

多電源域架構可將不同電源域設為低功耗模式，實現(xiàn)能效優(yōu)化。主穩(wěn)壓器具備電壓調節(jié)功能，在運行和停止模式下為內核提供不同電壓范圍。器件還內置 USB穩(wěn)壓器和備份穩(wěn)壓器，為片內 PHY供電。支持最高 125°C結溫，即便環(huán)境溫度升高，也能保障內核與外設性能正常發(fā)揮。運行模式（外設關閉），VDD = 3.3 V、25 °C時，典型功耗 263 μ/MHz；待機模式（低功耗模式）下，典型功耗僅 4 μA。

圖形處理優(yōu)勢

新型 LCD - TFT控制器借助 Chrom ART Accelerator?技術，支持雙層圖形處理。該圖形加速器使圖形內容創(chuàng)建速度提升至僅靠內核運行時的兩倍，不僅能高效實現(xiàn) 2-D原始數(shù)據(jù)復制，還支持圖像格式轉換、圖像混合（透明度混合）等功能，大幅提升圖形處理速度，釋放更多 MCU內核帶寬供其他應用。此外，還嵌入 1個 JPEG硬件加速器，可快速進行 JPEG編解碼，減輕 CPU負擔。

豐富集成特性

音頻方面配備 2個專用音頻 PLL、3個全雙工 I2S接口、1個支持時分多路復用（TDM）模式的新串行音頻接口（SAI）以及 1個 DFSDM（用于 Sigma - Delta調制器或 MEMS麥克風的數(shù)字濾波器） 。

通信接口多達 35個，包括 4個 UART、4個 12.5 Mb/s的 USART接口、1個低功耗 UART、6個 100 Mb/s的 SPI接口、4 個帶新型可選數(shù)字濾波功能的 1 MHz I2C接口、2個 FD - CAN、2個 SDIO、帶片上 PHY的 USB 2.0全速設備 /主機 / OTG控制器、1個 USB2.0高速 /全速設備 /主機 / OTG控制器（含片上全速 PHY和 ULPI）、以太網 MAC、SPDIF - IN、HDMI - CEC、攝像頭接口、單線協(xié)議接口和 MDIO從接口 。

模擬模塊

擁有 2個 12位 DAC、3個最高 16位分辨率（3.6 Msample/s）的快速 ADC，以及 22個 16位和 32位定時器（16位高分辨率定時器運行頻率高達 400 MHz）。靈活存儲控制器帶 32位并行接口，支持 Compact Flash、SRAM、PSRAM、NOR、NAND和 SDRAM等存儲器擴展，也可通過雙模 Quad - SPI從外部串行 Flash執(zhí)行代碼。還具備模擬隨機數(shù)發(fā)生器。

STM32H750超值系列提供 128 KB Flash 和 1 MB分散架構 SRAM，包括 192 KB TCM RAM（64 KB ITCM RAM和 128 KB DTCM RAM，用于關鍵程序和數(shù)據(jù)）、512 KB、288 KB、64 KB用戶 SRAM 以及 4 KB備份域 SRAM。封裝形式采用 BGA和 LQFP規(guī)范，有 LQFP100、UFBGA176和 TFBGA240引腳類型。

存儲SD NAND（貼片式T卡）： MKDV4GIL-AST SD NAND SMART功能

實時監(jiān)控

SD NAND SMART功能能夠在設備使用過程中不間斷地監(jiān)控其性能與健康狀況。它可實時反饋編程和擦除周期、備用塊狀態(tài)、預計剩余使用壽命等關鍵信息。借助這種實時監(jiān)測機制，用戶能盡早察覺潛在問題或設備磨損跡象，進而提前采取應對措施，有效降低因設備故障導致的數(shù)據(jù)丟失風險。

統(tǒng)計分析輔助決策

SMART功能所提供的數(shù)據(jù)是用戶進行合理規(guī)劃的重要依據(jù)。以醫(yī)療、工業(yè)等領域為例，用戶通過掌握 SD NAND/SD卡的剩余使用壽命、編程和擦除周期、備用塊狀態(tài)等數(shù)據(jù)，可合理安排設備維修或開展預防性維護工作，保障相關設備始終處于最佳運行狀態(tài)，維持系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

保障數(shù)據(jù)完整性

該功能可大幅降低設備意外故障發(fā)生的概率，確保數(shù)據(jù)收集工作穩(wěn)定、連續(xù)地進行。用戶通過 SMART功能提前發(fā)現(xiàn)潛在風險，能及時采取行動保護重要數(shù)據(jù)，避免因 SD NAND/SD卡故障而造成數(shù)據(jù)丟失，守護數(shù)據(jù)的完整性。

提升安全性與可靠性

在數(shù)據(jù)安全至關重要的場景下，SD SMART功能為用戶增添了一層安全保障。用戶持續(xù)了解 SD NAND/SD卡的健康狀況，可減少因設備故障或數(shù)據(jù)損壞引發(fā)的數(shù)據(jù)泄露風險。這對于處理高度敏感數(shù)據(jù)的行業(yè)意義重大，有助于維護行業(yè)信譽與用戶信任，從數(shù)據(jù)安全層面顯著提升了 SD NAND/SD卡的安全性和可靠性，切實保護用戶隱私與數(shù)據(jù)安全。

SD NAND SMART數(shù)據(jù)讀取方法及說明（MK MKDV4GIL-AST為例）HOST下指令為 CMD56，參數(shù)為 0x00000001，發(fā)送該指令后，可獲取 1扇區(qū)數(shù)據(jù)。

SD NAND的兩種總線模式：SDIO與 SPI的差異與應用

在嵌入式存儲領域，SD NAND存儲設備憑借靈活的通信模式備受青睞，其支持的 SDIO模式與 SPI模式在驅動方式、傳輸特性及應用場景上各有千秋。

從驅動模式來看，SPI模式采用簡潔的 4線制通信架構，包括片選信號（CS）、數(shù)據(jù)輸入線（DI）、時鐘線（CLK）和數(shù)據(jù)輸出線（DO）。在主從架構下，SPI模式實現(xiàn)全雙工數(shù)據(jù)交互，主控設備能通過 CS信號精準控制每個 SD NAND設備，簡單直接的通信方式使其易于集成。SDIO模式則基于 6線制架構，涵蓋時鐘線（CLK）、命令線（CMD）和 4條數(shù)據(jù)線（DAT0~DAT3） 。相比 SPI，SDIO模式擁有更豐富的命令集，支持高效的多設備管理機制，在 4位數(shù)據(jù)傳輸時，理論帶寬優(yōu)勢明顯。

傳輸模式上，SPI模式以串行數(shù)據(jù)傳輸為核心，支持獨立的序列輸入和輸出，特別適合接口資源緊張的單片機系統(tǒng)。雖然其傳輸速率不及 SD模式，但憑借協(xié)議簡單、兼容性強的特點，成為嵌入式設備常用選擇。1位 SD模式采用指令與數(shù)據(jù)通道分離設計，通過 CMD線傳輸指令，DAT0線進行數(shù)據(jù)傳輸，獨特的傳輸協(xié)議格式確保了數(shù)據(jù)傳輸?shù)母呖煽啃裕m用于對穩(wěn)定性要求嚴苛的應用場景。4位 SD模式在 1位 SD模式基礎上，擴展 DAT1~DAT3數(shù)據(jù)線，實現(xiàn) 4位并行傳輸，通過引腳功能重配大幅提升數(shù)據(jù)傳輸帶寬，能滿足對讀寫速度要求極高的存儲應用，但需要主控芯片具備相應 SDIO接口支持。

在實際應用中，SD NAND設備可通過特定初始化流程自由選擇工作模式。盡管 4位 SDIO模式理論傳輸速率出色，但考慮到 SPI模式引腳占用少、協(xié)議簡潔的特性，目前在單片機系統(tǒng)的 SD NAND讀寫操作中，SPI模式依然占據(jù)主流地位 。開發(fā)者可根據(jù)具體應用場景的需求，如對傳輸速率、接口資源、可靠性的不同側重，靈活選擇 SD NAND的工作模式，充分發(fā)揮其性能優(yōu)勢。

皮膚電測量的原理與操作要點如下：

測量原理

測量過程并不復雜。首先，將兩個電極安置在人體對情緒變化較為敏感的部位。由于人體汗腺分布廣泛，像手指、手掌、腳掌等區(qū)域，汗腺活動相對更為活躍，常作為電極放置的優(yōu)選位置。不過，具體放置位置還需綜合考量電極材料以及實際測量任務來確定 。

安置好電極后，向其施加一個低恒定電壓。此時，通過測量兩個電極之間的電壓差，就能獲取相關的皮膚電數(shù)據(jù)。這是因為當人體處于不同情緒狀態(tài)時，汗腺分泌活動會發(fā)生改變，進而影響皮膚表面的電阻或電導特性，而電壓差的變化恰恰能反映這種特性改變。

采樣率相關

在采樣率方面，皮膚電的采樣率最高可達 2000Hz。但在一般情況下，1 - 10Hz的采樣率足以滿足需求。然而，若要與其他生理信息（如心率）同步采集時，為確保數(shù)據(jù)的準確性和匹配度，則可能需要采用更高的采樣率。

• 皮膚電特性：皮膚的汗腺活動會影響皮膚表面的電阻和電導特性。當人體處于不同的生理和心理狀態(tài)時，汗腺分泌活動會發(fā)生變化，進而導致皮膚電阻或電導產生相應改變。一般來說，當人處于緊張、興奮、焦慮等情緒狀態(tài)或受到外界刺激時，交感神經興奮，汗腺分泌增加，皮膚表面的水分和電解質增多，使得皮膚電導升高，電阻降低。
• 傳感器工作原理：智能皮電手環(huán)通常采用一對電極來測量皮膚電反應。這對電極與皮膚接觸，形成一個閉合電路。當有微小電流通過皮膚時，電極可以測量出皮膚兩端的電壓變化，進而根據(jù)歐姆定律（\(I = V/R\)，其中I是電流，V是電壓，R是電阻）計算出皮膚的電阻或電導值。為了確保測量的準確性和穩(wěn)定性，電極通常采用特殊的材料，如銀 /氯化銀電極，以減少電極極化和噪聲干擾。

• 信號處理與轉換：傳感器測量到的皮膚電信號通常是非常微弱的，且夾雜著各種噪聲和干擾。因此，需要通過一系列的信號處理電路對原始信號進行放大、濾波、模數(shù)轉換等處理。放大電路將微弱的電信號放大到可測量的范圍；濾波電路則用于去除噪聲和干擾，提高信號的質量；模數(shù)轉換電路將模擬信號轉換為數(shù)字信號，以便微控制器進行處理和分析。
• 數(shù)據(jù)處理與分析：經過處理的數(shù)字信號被傳輸?shù)街悄芷る娛汁h(huán)的微控制器或芯片中，微控制器根據(jù)預設的算法對數(shù)據(jù)進行分析和處理。這些算法可以根據(jù)皮膚電信號的變化特征，如幅值、頻率、變化率等，來推斷人體的生理和心理狀態(tài)。例如，通過分析皮膚電信號的波動情況，可以判斷用戶是否處于應激狀態(tài)、情緒是否發(fā)生變化等。一些智能皮電手環(huán)還可能結合其他傳感器的數(shù)據(jù)，如心率、加速度等，進行更全面的生理狀態(tài)監(jiān)測和分析。

通過上述原理，智能皮電手環(huán)能夠實時監(jiān)測人體的皮膚電反應，為用戶提供有關自身生理和心理狀態(tài)的信息，可應用于醫(yī)療健康、運動監(jiān)測、心理研究等多個領域。