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                                                累計出貨20億的產品線迎來新旗艦,支撐STM32U5鼎力的三大根基

                                                2021-10-25
                                                作者:畢曉東
                                                來源:ChinaAET

                                                意法半導體的STM32 MCU版圖中,目前共包括5個產品系列:主流MCU系列、超低功耗系列、高性能系列、無線系列及MPU。論起資歷的話,超低功耗系列是僅遜于主流MCU系列的歷史第二悠久的產品系列。

                                                從2009年發布的STM32L1,到之后陸續發布的STM32L0、STM32L4、STM32L4+、STM32L5,意法半導體超低功耗產品線一直在演繹著超低功耗與產品性能完美結合的篇章。

                                                日前,該產品線發布了最新的產品系列——STM32U5。從意法半導體中國區微控制器事業部市場及應用總監曹錦東和意法半導體中國區微控制器產品市場經理彭祖年的介紹不難看出,STM32U5的身份非同尋常,內核與工藝的全面升級、超低功耗新旗艦的定位、強勁的性能與豐富的配置,這些都表明STM32U5將是意法半導體超低功耗系列的新一代明星產品。

                                                STM32U5可以說是集眾多光環于一身:首款基于40 nm工藝的超低功耗STM32;首款通過Level 3認證的STM32 MCU;535 ULPMark-CP的低功耗表現;240DMIPS/651 Coremark的性能成績。

                                                “低功耗與高性能的完美結合”、“魚與熊掌兼得”,這樣的語言經常被用來形容之前STM32超低功耗產品。而自基于Cortex-M33的STM32L5發布,尤其是到了STM32U5,也許用三足鼎立更為適合。低功耗、高性能、安全,這三方面的優異表現猶如三足,牢牢撐起STM32超低功耗領域MCU的新旗艦。

                                                與之前產品相比,STM32U5低功耗表現進一步提升,產品性能更加強大,安全性則是STM32U5帶給用戶的又一驚喜。這些用戶的產品可能是智能流量計,可能是可穿戴,可能是醫療監護設備,也可能是POS支付終端……

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                                                意法半導體中國區微控制器事業部市場及應用總監曹錦東

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                                                意法半導體中國區微控制器產品市場經理彭祖年

                                                LPBAM帶來更優系統功耗特性

                                                衡量低功耗系列的新旗艦,首當其沖的非低功耗表現莫屬。STM32U5交出了一份亮眼的成績單。下圖所示是第三方EEMBC ULP Benchmark的測試結果,這個測試結果不僅僅包含了運行狀態下對性能的評估,同時也將芯片在各種模式下面的功耗水平,綜合地體現。彭祖年介紹,很多用戶可能會比較關注超低功耗產品μA/MHz這樣的參數,但這個參數在運行狀態下,以及特定場景中針對CPU耗電量的評估,并不能代表一個系統整體的功耗水平。ULP Benchmark會針對不同的測試狀況,去綜合評估系統的運行性能、運行功耗、休眠狀態和喚醒時的功耗。在一些測試的項目中,還會包括針對芯片外設功耗的評估。

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                                                此外,STM32U5還應用了許多先進且靈活的低功耗設計,為用戶設計提供了更多功耗模式和更多省電小技巧。

                                                卓越性能與豐富片上資源

                                                作為首款基于40 nm工藝的超低功耗STM32 MCU,STM32U5主頻相比前代產品STM32L5由110 MHz提高到160 MHz,性能也得到大幅提升。STM32U5系列已經達到了240DMIPS和651Coremark的性能評分。同時,為了進一步去挖掘芯片性能的潛力,意法半導體在STM32U5上還設計了像數學運算加速器、ART加速器這些單元,以輔助和加速整個芯片內部運算系統的效率。

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                                                STM32U5目前是超低功耗系列的旗艦產品, Flash 配置相對于前代產品更為充足和豐富,以滿足用戶需求。STM32U5系列會覆蓋到從128 KB一直到4 MB的Flash范圍,目前已經發布的STM32U5家族當中第一個成員STM32U575和STM32U585基本覆蓋了512 KB以上一直到2 MB 的Flash需求的空間。未來還會推出更大容量版本的STM32U5系列,以及更小更精簡的低成本STM32U5的產品。

                                                此外,針對下一代感測和跟蹤應用,STM32U5系列產品還提供了先進的高速14位模數轉換器(ADC)。并采用多功能數字濾波器(MDF)和音頻數字濾波器(ADF)取代了意法半導體久經考驗的Sigma-Delta調制數字濾波器(DFSDM)。極大提高了聲音檢測功能,通過提高聲音活動檢測性能,這些功能讓用戶能夠將AI集成到基于低成本、低功耗微控制器的應用場景。

                                                雙管齊下:信息安全+功能安全

                                                隨著嵌入式設備、工業設備及個人消費電子日益增長的智能化和聯網需求,安全則成為MCU越來越重要的性能。安全性則是STM32U5的重要考量。

                                                彭祖年介紹,在安全方面,STM32U5設計了層層的保護。首先,它是基于Cortex-M33的內核,天生支持TrustZone這樣的隔離架構,但在STM32U5這款產品上,單單內核的隔離或TrustZone的支持是不夠的。意法半導體針對于產品內部的存儲、總線以及外設都做了隔離配置的設計。除了隔離之外,STM32U5還增加了更多的安全加密的功能,以及全程可控的多層保護狀態機。存儲保護方面也做了全新的更新,針對內部存儲防篡改,增加了OTP這樣的空間,還有更多的主動式防侵犯的active tamper的設計等。在這樣的完整的安全設計下,STM32U5的Secure Boot安全啟動也可以讓用戶的安全架構設計能夠獲得不可變的穩定的信任根。最終,STM32U5通過PSA Level3的認證。這也是目前所有STM32產品當中首款可以通過三級安全認證的產品。

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                                                超低功耗MCU上實現超高的性能,加上強大的安全功能,意法半導體以STM32U5又一次詮釋了超低功耗MCU的新高度。創新始終是其中的核心要素。正如曹錦東總監所說:“ST在2007年發布第一個STM32到現在,我們一直秉承‘釋放你的創造力’這個slogan,來驅動我們產品的發布,以這種創意的方式和我們的用戶有多種形式的溝通。我們希望這個創新不僅體現在意法半導體自己的產品設計里,也會體現在幫助客戶做創新的設計?!?/p>


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