整合ARM® Cortex®-M4內核和超低功耗創新技術新系列STM32微控制器
意法半導體(STMicroelectronics,簡稱ST)日前在北京舉辦STM32
L4微控制器系列新產品發布會,介紹了其整合其超低功耗微控制器技術與在ARM® Cortex®-M4內核領域積累的多年豐富經驗,成功創造出適用于下一代節能型消費電子產品、工業、醫學和計量產品的STM32L4系列微控制器。
中國戰略及生態系統
在介紹STM32中國策略時,意法半導體中國區微控制器市場部高級經理曹錦東首先回顧了STM32的過去和現在。他表示,從2007年6月在北京發布STM32F1產品線至今,ST共有低功耗、主流產品線到高性能產品線等八大產品線,過去7至8年之內,ST每年都會有1至3個產品線發布。所以,今天ST形成了從低功耗到低成本,到高性能到更高性能整體的覆蓋。
曹錦東說,2007年ST從零開始啟航,到中國現在超過100 Million的生意,這100 Million是指STM32 MCU,事實上ST的數字會遠遠超過100個Million。今年ST推出的量產產品內核里,以M3內核為主的MCU發布了M0、M0+、M3、M4、M7產品線,在ARM Cortex里ST有從低端的M0到高端M7的產品線,從整個產品線豐富來講,ST有八大產品線覆蓋于所有的應用系統。
ST在2007年發布STM32F1產品時就制定了三個部分針對中國本地化需求策略,并一直延續至今。
曹錦東強調,ST耕耘重點應用行業,因為中國整個市場比較大,每段時期都會有新的應用出現,ST會重點看垂直應用,深入研究應用細分市場的方向和客戶需求。在細分行業或窄的行業里ST會抓住一些頂尖客戶,ST稱之為每個行業的重點客戶。這些客戶對整個行業會有示范性作用,所以ST會從應用入手找重點客戶。更重要的是,對中國來講,大客戶的數量用兩只手都能數得過來,更大的部分是中小型客戶,所以成功取決于你對中小客戶的服務、中小客戶對你的忠誠度和對你產品的喜好程度。重點客戶以外,ST在重點培養中小客戶的推廣,以及培養他們對ST產品的黏度,讓他們能夠進一步熟悉ST的產品。ST會從根源、較底層,功能使用習慣入手,今年ST會重點和ARM在中國推廣一些大學計劃,更早是在2011年、2012年ST會有自己的大學競賽,2015年開始ST會有更全方位的大學計劃在中國學校進行推廣。
ST在中國應用市場的耕耘離不開ST的業務模式:ST賣芯片給代理商、增值零售商、增值服務商,然后再賣給客戶,這是傳統鏈條式的通力協作模式。近兩年,這個模式已經不足以滿足客戶的需求,ST看到更多的需求是在IoT(物聯網)等更快速發展的行業,行業轉換當中需要更多的系統和軟件支持,單獨靠ST和代理商已經遠遠不能滿足市場的需求。所以,ST會更多聯合合作伙伴,形成生態系統,包括軟件、硬件、IP,甚至過去的對手都可能成為合作伙伴。大家在這個生態系統里都會找到自己的利益的切入點,通過大家的黏合,把自己的部分變成快速有效的整理方案,給用戶快速使用。這里面每個行業、每個節點,每個生態系統部分,ST和合作伙伴都有一部分利益進行共享,整體形成一個更大的生態系統。在中國,ST會打造更多這樣的生態系統,ST已經在ARM內核周邊和STM32的周邊看到了強大的生態系統,這個生態系統已經為ST很多業主帶來好處,直接表現在ST客戶和生意源源不斷地增長。
采用超低功耗創新技術的新系列微控制器
在發布會上,意法半導體微控制器產品部產品線市場經理Jean Julien Pegoud介紹了剛剛推出的全新產品。STM32L4微控制器充分利用意法半導體豐富的低功耗技術,包括根據不同處理需求調整功耗的動態電壓調整、內置FlexPowerControl的智能架構和有7個子模式選項的電源管理模式,其中包括停機、待機和較低功耗30nA的關機模式。意法半導體的批量采集模式(BAM,
Batch Acquisition Mode)能使處理器在低功耗模式下仍可與通信外設高效交換數據。
兩款新系列產品STM32L476和STM32L486基于運算頻率80MHz的ARM
Cortex-M4處理器內核,內置浮點運算單元(FPU, floating-point unit)可支持DSP指令。意法半導體的自適應實時加速器(ART
Accelerator™,
Adaptive Real-Time Accelerator)是新系列微控制器的另一個附加優勢,使微控制器能夠在無等待狀態下執行閃存內的代碼,處理性能高達100 DMIPS,而功耗僅為100μA/MHz。高達1MB的雙區(dual-bank)閃存可支持復雜應用和讀寫同步功能,并提供一個128KB的靜態隨機存取存儲器(SRAM,
Static Random-Access Memory)。
據介紹,在嵌入式微處理器基準評測協會(EEMBC,
Embedded Microprocessor Benchmark Consortium)發布的標準化ULPBench®超低功耗微控制器能效對比評測中,STM32L4系列微控制器獲得150.7分的業內較高成績。意法半導體微控制器產品部總經理Michel Buffa表示:“STM32L4獲得150.7分ULPBench測試成績是今天業內較好的測試成績,這說明現在的設計人員無需以犧牲功耗為代價,便可以得到更高的性能和更大的存儲容量。”
低總體功耗,Cortex-M4的高性能表現和DSP功能,智能模擬功能,以及豐富的數字接口功能,這些特性使STM32L4系列非常適用于智能聯網(smart
connected)和物聯網(IoT)產品應用,以及各種工業、醫療和消費性電子產品。
Jean Julien Pegoud表示,之所以能夠實現能效和性能較大化,并同時確保低功耗,除整合低功耗的制造技術外,STM32L4還受益于智能架構與通信外設。數字外設包括一個帶有專用電源的USB全速(OTG,
On-The-Go)控制器,即使系統電源只有1.8V,客戶仍可通過USB保持通信。另一個數字外設是Sigma-Delta調制器數字濾波器(DFSDM,
Digital Filter for Sigma-Delta Modulator),可用于連接外部Sigma-Delta調制器或脈寬密度調制(PDM,
Pulse Density Modulation)麥克風。
模擬外設包括三個12位/5MSps的模數轉換器,內部智能操作功能可支持兩種不同的采樣速率:低速采樣功耗僅為數十微安,能夠限制較大電流;高速采樣可使處理器快速返回超低功耗模式。這些模數轉換器提供較高16位的分辨率和硬件過采樣功能。參考電壓緩沖器通過VREF+引腳為模數轉換器、數模轉換器或外部元器件提供基準電壓信號。此外,當微控制器進入深度睡眠的節能模式,總體電流降至數百個微安時,兩個具有采樣和保持功能的12位數模轉換器仍會照常工作。其它模擬外設包括兩個功耗僅為300nA的超低功耗電壓比較器以及兩個運算放大器,運算放大器具有內外部反饋路由(feedback
routing)和可編程增益放大器(PGA, Programmable-Gain
Amplifier)功能。
STM32L4智能架構使微控制器能夠在內核、DMA控制器、存儲器和外設之間并行傳送數據和指令,進一步提升性能和能效。FlexPowerControl是智能架構的另一個優勢,有助于實現節能省電設計,當微控制器處于低功耗模式時只保留I/O電平,使SRAM保持待機狀態,管理特定外設與I/O端口的獨立電源。
STM32L486集成了一個符合高級數據加密標準(AES, Advanced Encryption Standard)的256位硬件加密協處理器,結合STM32L4的其它功能,例如獨立電池備用域及防篡改輸入功能,該加密處理器為智能電表等安全型應用提供一個強大的產品平臺。為解決散熱性能對某些應用的挑戰(例如在封閉或高溫環境中使用微控制器),意法半導體還推出了工作溫度高達125°C的微控制器產品。
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