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                  無處不在的屏幕、連接與智能邊緣,STM32家族新成員引領未來

                  業界 作者:飛象網 2023-04-06 21:03:52


                  如果在近年來購買過一些家電產品的話,外觀上最大的變化莫過于屏幕的從無到有或從小到大,甚至一些高端產品還會配上一塊觀感不錯的彩色屏幕。


                  于此同時,大到電冰箱、洗衣機,小到熱水壺、牙刷,都可以輕松通過手機進行控制。這種智能化與互聯互通在工業領域也被越來越多的提及,并且對安全性有著更高要求。


                  并且人們還明顯并不滿足于此,更高性能、本地AI能力,更優的圖形表現能力,都是市場對于很多產品品類未來的期許,一個全面擁抱云連接、智能邊緣的時代正在到來。


                  點亮上述這些設備小小屏幕,并使其具備一定運算能力的正是MCU,這時就又不得不提起意法半導體的STM32家族,其在2021年成為全球通用MCU第一名,并且這些增長和排名均來自于自身內部的有機增長,沒有依靠任何大的收購和合并。


                  近期,STM32產品家族迎來了五名新成員,分別是無線MCU產品STM32WBA、超低功耗MCU產品STM32U5、主流型MCU產品STM32C0、高性能MCU產品SM32H5,以及MPU微處理器STM32MP13,涉及了目前MCU不同的需求層級,滿足不同類型設備的應用需求。


                  無處不在的屏幕與連接


                  對于小家電、玩具、簡單的智能家居控制需求來說,客戶一方面可能需要為其配上一塊有助于消費者進行控制的屏幕,或是增加傳感器來提升感知能力,讓設備的功能變得更加豐富。另一方面還要對成本進行有效控制,讓產品的最終價格更具競爭力。



                  STM32C0面向的正是生產上述消費電子產品,且成本敏感型的用戶。作為STM32家族中最經濟的MCU,本次最大亮點在于實現了32位的升級。


                  “今天客戶依然用同樣成本、同樣價錢去買8位MCU,為什么不去買一個32位MCU呢?從性能、從供應來講,32位MCU可以提供更高的性能和更靈活的供應?!币夥ò雽w MDG 中國區總監曹錦東表示。



                  為了保障客戶能夠順利從8位遷移至32位,意法半導體在封裝、引腳設計、硬件布板上都實現了兼容性設計。在封裝上保持與STM32G0一致,為產品未來升級預留了空間。整體上實現了與STM320G0可以無縫切換。


                  32位的升級帶來了更優的性能與成本,如果與STM8S進行比較,STM32C0在性能上實現了10倍的提升,也就是說過去用一個毫秒只能處理一個任務,如今則可以處理10個。不管對信號的檢測、過濾、處理,用STM32C0可以更加的游刃有余。


                  STM32C0還具備讓過去產品中的兩顆芯片合二為一的能力,如某客戶過去會用 STM8S做電機控制,用STM8做搖控器,現在用一顆STM32C0就能取代STM8S與STM8,同時滿足了在性能與低功耗上的雙重要求。


                  “用STM32C0一顆MCU,而不去用兩顆MCU,幫助客戶減少供應鏈復雜度,同時提升整個控制性能?!辈苠\東表示。


                  如上文所述,很多設備除了開始擁有屏幕外,還可以普遍擁有連接能力,有些是點對點技術,有些則采用點對多技術。另外,無論是在智能家居,還是工業4.0上,藍牙Mesh組網都成為了一個重要的指標。



                  無線MCU在STM32家族中是一條新的產品線,本次新推出的STM32WBA系列產品,內核基于TrustZone Cortex-M33內核,主頻最高100MHz,CoreMark測試成績達407分,安全性上可通過SESIP Level3認證,采用40nm工藝。


                  該系列產品支持最新藍牙協議BLE5.3協議,可以支持長距離傳輸,擁有2Mbps傳輸速率,支持擴展廣播功能。意法半導體還增強了安全性,支持AES和PKA側信道攻擊防御,側信道攻擊防御可以防止一些惡性的通過外設引腳去破壞提取相關傳輸信息的惡性攻擊。并且還擁有一個動態RTC防篡改功能。



                  STM32WBA內部還集成了一個巴倫,最大輸出功率可以到 10dBm,保障了在無線信號不穩定時的連接體驗?!芭e個實際的例子,假如一款便攜式的穿戴設備,這個設備可以放在書包里或兜里,當這個設備與手機相連時,無線信號要通過書包、衣服和用戶的身體把信號傳出去,無線信號傳輸一定會受到阻礙?!?/p>


                  意法半導體 MDG 中國區通用微控制器事業部無線產品市場經理于引表示,面對上述的狀況,STM32WBA的輸出功率就可以給工程師和開發人員提供靈活性,使其在開發中可以提供更強勁的信號保障。


                  作為一款無線產品,同樣繼承了STM32豐富和完整的生態系統。STM32WBA產品分為兩部分,包括硬件和軟件部分。硬件方面目前提供1M flash 版本的Nucleo開發板,基于 WBAA52 產品和 48pins。


                  軟件開發環境上,STM32WBA 集成到了整個 Cube開發環境中,可以用Cube WBA做一些鏈接,或者一些代碼示例以及外設配置,還可以用CubeMX去生成代碼,包括進行一些功耗計算。同時意法半導體還為其增加了CubeMonRF功能,可以檢測鏈接質量以及無線設計相關的檢測功能。


                  高性能高安全的工業需求


                  工業需求對STM32來說正在變得越來越強勁,根據預測,在潛在市場上,MCU工業市場份額將從2021年的52%增長到2026年的65%。


                  由于在一些具體行業中的高要求,產品對于性能有著更高階的需求,產品也要有著在不同環境下的更高可靠性,安全性也不可忽視。于此同時,成本也同樣是企業主考慮是否進一步實現工業數字化的考量指標,而芯片也是決定最終部署成本的重點要素之一。



                  新推出的高性能MCU產品STM32H5,是一款目標讓性能和安全性觸手可及的產品?;贑ortex-M33 內核,主頻最高可達250MHz,可基本滿足大多數工業應用類需求。


                  Cortex-M33內核比Cortex-M4的性能可以提升20%左右,而且STM32H5的Flash加速器(ART AcceleratorTM)具有更高的功能。STM32H5新的ART AcceleratorTM針對內部和外部的存儲都有效,針對讀取指令和數據都有幫助。同時還增加了兩個數學加速器 FMAC 與 Cordic。


                  在滿足工業自動化應用要求方面,STM32H5的正常工作溫度范圍擴展至125度,支持擴展外接FDCAN、以太網、USB等借口,并且支持PSA&SESIP 3級信息安全認證目標,原生硬件特性支持SIL功能安全。



                  通過STM32H5 Secure Manager還能簡化客戶在實現安全能力上的開發流程。


                  “Secure Manager的目標是讓客戶開發應用信息安全部分更簡單?!币夥ò雽wMDG中國區通用微控制器事業部技術市場高級經理何荻凡表示,Secure Manager能幫助客戶減少使用 TrustZoneTM和寫信息安全代碼的的復雜度。?


                  Secure Manager還擁有更多的靈活性,并提供安全啟動服務、安全升級服務、加解密服務,關鍵IP保護服務及認證服務。


                  在性價比方面,STM32H5能實現優化成本與性能之間的平衡?;谝夥ò雽w優化的40nm工藝,同時提供很豐富的存儲、外設和封裝的選擇?!癝TM32H5在性能上實現提升,還提供給客戶更多靈活性及可擴展的安全性。STM32H5是一款性價比非常高的產品?!焙屋斗脖硎?。


                  打造適應未來的好產品



                  意法半導體微控制器和數字IC產品部MDG亞太區、物聯網/人工智能創新中心及數字營銷副總裁朱利安在談到STM32未來的增長點時表示:“STM32 MPU將會是贏得新的高價值應用的機會?!?/p>


                  全新推出的MPU微處理器STM32MP13正是一款能夠助力客戶打造適應未來的好產品,適用于包含工業 4.0、 工廠自動化、移動支付類安全終端、智能計量、智能家居、電力與新能源基礎設施等多個領域。



                  “這款是一款應用于工業級的通用 MPU 產品,兼具了強大的安全性,超低功耗的能力,它是一款具有超高性價比的MPU產品。其具有三大特點:易用、安全、低功耗?!币夥ò雽wMDG中國區通用微控制器事業部微處理器產品市場經理霍筍表示。



                  以STM32MP13系列中的STM32MP135為例,A7 內核主頻分為 650MHz 和 1GHz 兩款產品,650MHz 產品支持的結溫范圍是-40度到125度,主頻 1GHz 的產品, 結溫范圍是-40度到105度,均達到了工業級要求。


                  存儲方面共支持168K 的 SRAM 和備用 RAM,還有3kb OTP,并支持外掛幾乎市面上全部主流的閃存與存儲規格。對于雙路千兆Ethernet GMAC、雙路百兆及千兆以太網、雙高速USB、OTG等支持也一應俱全。


                  在功耗表現方面,STM32MP13在CPU100%運行時,Cortex-A7 1GHz的產品功耗可以低至 314mW,對于A7在650MHz的產品功耗可以低至222mW。在STOP模式下更是可以低至11mW。在待機模式,并且外部的備用RAM以及時鐘關閉的情況下,STM32MP13可以低至12μw。


                  STM32MP13內置強大的安全功能,內存保護可以防止非法的訪問與控制,硬件加密算法可以增強硬件穩健性,還有基于TrustZone的代碼隔離,可以用于運行時的保護。此外還有貫穿產品全生命周期的安全認證,包括有SESIP Level3認證、支付行業的PCI PTS 6.0認證,還有ARM的psacertified的認證。


                  STM32MP13支持三類不同BGA封裝,分別是14×14mm p0.8mm,11×11mm p0.5mm,和9×9mm p0.5mm,以便適應多種應用需求,并且所有STM32MP13x型號之間軟件和管腳兼容,可實現更大的可擴展性。


                  STM32MP13和STM32MP15共用開發工具和軟件,其中,完全主線化的OpenSTLinux 發行版包括Linux 板級支持包 (BSP)、驅動程序、由安全生產支持的安全引導鏈和流行的應用框架。


                  OpenSTLinux發行版有助于加快終端產品上市時間,節省開發成本,確保軟件能夠無縫遷移擴展。新的 X-LINUX-RT 擴展包適用于STM32MP13 和 STM32MP15全系產品,為OpenSTLinux發行版增加了Linux實時功能。


                  面向未來智能邊緣時代,STM32家族可以充分滿足不同行業領域、不同層級產品的需求,并且充分保障數據安全,性比價優勢還能更快加速各類應用的落地。


                  與此同時,意法半導體還正在積極擴大內部產能,并加大合作力度,通過外部代工保障供應,提高90納米和40納米節點產能,通過規劃支持未來四年到六年,甚至更久的客戶需求,滿足數字化進程中,不斷增長的MCU需求。

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