PRSTM32H7で画像分類を行う場合、カメラ入力、画像前処理、モデル変換、推論、表示を別々に検証する。STM32Cube.AIとSTM32 Model Zooを使い、モデルのRAM、Flash、推論時間、キャッシュ、外部メモリ依存を記録する。
基本情報
| 項目 | 内容 |
|---|---|
| 対象 | STM32H7シリーズ |
| テーマ | AI / image classifier |
| 状態 | 現役製品として扱う |
| 公式開発環境 | STM32CubeIDE / STM32CubeMX / STM32CubeH7 |
| 書き込み・デバッグ | ST-LINK / SWD。ボード固有のオンボードST-LINK有無を確認 |
| 確認日 | 2026-07-23 |
STM32H7は単一仕様ではなく、品種によってCPU構成、USB FS/HS、外部ULPI PHY、Ethernet MAC、DCMI、JPEG、外部メモリ、内蔵フラッシュ容量が異なる。この記事では、Nucleo H743ZI2やSTM32H750系ボードを例に挙げる場合でも、必ず対象MCUのデータシート、リファレンスマニュアル、ボード回路図を確認する。
このテーマで最初に判断する3点
1. 対象MCUのDCMI、JPEG、メモリ構成を確認する
STM32H7全品種に同じカメラ機能や内蔵Flash容量があるわけではない。
2. PCと組込みの前処理を一致させる
入力サイズ、色順、正規化、量子化、クロップが違うとモデル精度が崩れる。
3. 外部メモリとキャッシュを含めて性能測定する
SDRAM、QSPI/OSPI、D-Cache、DMA2D、JPEGの配置で結果が変わる。
必要なもの
| 部品・道具 | 区分 | 確認点 |
|---|---|---|
| STM32H7評価ボード | 必須 | DCMI/外部メモリ構成 |
| 対応カメラモジュール | 必須 | 電源と信号形式 |
| PC学習・変換環境 | 必須 | STM32Cube.AI |
| 表示またはログ手段 | 推奨 | 結果確認 |
| 既知画像データセット | 必須 | PC比較 |
MCU本体と開発ボードを分けて確認する
| 項目 | MCU本体で確認すること | 開発ボードで確認すること |
|---|---|---|
| USB | FS/HSコア、内蔵PHY、外部ULPI要否 | コネクタ、VBUS、電源スイッチ、ESD |
| Ethernet | MAC有無、DMA、MDIO/MDC | PHY、RJ45、クロック、終端 |
| メモリ | 内蔵Flash/RAM、キャッシュ、MPU | 外部SDRAM、QSPI/OSPI、SDカード |
| カメラ | DCMI/JPEG有無 | カメラコネクタ、電源、クロック |
| 電源 | VOS、LDO/SMPS、低電力モード | ST-LINK、LED、レギュレータ、ジャンパ |
| クロック | HSE/HSI/CSI/HSI48、PLL、kernel clock | 水晶、ST-LINK MCO、配線 |
| デバッグ | SWD/JTAG、トレース | オンボードST-LINK、端子、切離し方法 |
最小動作確認
- PC上でモデル、ラベル、前処理を固定する。
- STM32Cube.AIでモデル解析し、Flash/RAM見積りを確認する。
- 保存済み画像1枚を入力してPC結果と比較する。
- 複数画像を連続推論し、平均・最大時間を測る。
- カメラ入力を最低解像度で確認する。
- DCMI、DMA、前処理、推論、表示を順に統合する。
失敗時の安全な切り分け
| 症状 | 優先して確認すること |
|---|---|
| モデル変換できない | 未対応演算子、モデル形式、量子化 |
| 起動時にHardFault | RAM、スタック、外部メモリ初期化 |
| PCと結果が違う | RGB/BGR、正規化、量子化 |
| カメラ追加後に崩れる | DCMI、DMA、キャッシュ、バッファ境界 |
最小構成へ戻す際は、CubeMX生成直後の公式設定、既知良好ケーブル、オンボードST-LINK、単純なクロック構成を使う。USB、Ethernet、外部メモリ、DCMIを同時に有効化せず、一機能ずつ確認する。
推論評価表
| 項目 | 記録内容 |
|---|---|
| モデル形式 | ONNX、TFLite等 |
| 量子化 | float、int8等 |
| モデルサイズ | Flashまたは外部メモリ |
| Activation RAM | 内部/外部RAM |
| 前処理時間 | 平均・最大 |
| 推論時間 | 平均・最大 |
| 精度 | PC基準との一致 |
| カメラ周期 | 取得から推論まで |
| 消費電力 | 待機、取得、推論、表示 |
最初からカメラ、LCD、SDカード、Ethernetを統合せず、保存済み画像による推論を基準にする。
共通チェックリスト
- [ ] 正確なSTM32H7型番とシリコンリビジョンを記録した
- [ ] ボード型番とリビジョンを記録した
- [ ] STM32CubeIDE、CubeMX、CubeH7の版を固定した
- [ ] データシート、リファレンスマニュアル、Errataを確認した
- [ ] クロックツリーとVOS設定を保存した
- [ ] キャッシュ、MPU、DMAバッファ配置を記録した
- [ ] 公式サンプルを無改造で確認した
- [ ] 別ボードまたは別PCで再現した
- [ ] 電源断、抜き差し、再起動を試した
- [ ] 未確認の品種差をシリーズ共通仕様として断定していない
次の行動
最小構成が安定したら、長時間試験、異常系、別OS、別個体、温度、電圧、通信負荷へ広げる。企業PoCでは、CubeMX設定、iocファイル、ソース、ELF、map、bin/hex、ビルドログ、試験ログ、ボード回路図を同じ版として保存する。
関連ページ
公式資料
- STM32H7シリーズ製品ページ（確認日: 2026-07-23）
- STM32H7シリーズ製品一覧（確認日: 2026-07-23）
- STM32H7シリーズ公式ドキュメント（確認日: 2026-07-23）
- STM32H743データシート（確認日: 2026-07-23）
- STM32CubeIDE（確認日: 2026-07-23）
- STM32CubeH7公式リポジトリ（確認日: 2026-07-23）
- STM32H7 Nucleo-144 User Manual（確認日: 2026-07-23）
- STM32 USB開発リソース（確認日: 2026-07-23）
- USBX概要（確認日: 2026-07-23）
- STM32Cube.AIモデル性能（確認日: 2026-07-23）
- STM32 AI Model Zoo（確認日: 2026-07-23）
- STM32H7 RCCトレーニング（確認日: 2026-07-23）
- AN4938 STM32H74x/H75xハードウェア開発（確認日: 2026-07-23）
- AN4936 STM32F7からSTM32H743/753への移行（確認日: 2026-07-23）
- AN5996 STM32H730/H750からSTM32H7Rx/H7Sxへの移行（確認日: 2026-07-23）
- STM32H7電力管理 AN5215（確認日: 2026-07-23）
- STM32 Matter開発ガイド（確認日: 2026-07-23）
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