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意法超低功耗微控制器 滿足消費性電子與工業應用嚴格要求

2021-03-08 15:15經濟日報 楊連基

橫跨多重電子應用領域的半導體供應商意法半導體(STMicroelectronics,簡稱ST)推出新一代超低功耗微控制器STM32U5*系列,以滿足穿戴式裝置、個人醫療設備、家庭自動化與工業感測器等,智慧應用對功耗性能比的嚴格要求。

市場領先的STM32 MCU,採用高效節能的Arm® Cortex®-M處理器,已使用於家電、工業控制、電腦周邊、通訊裝置、智慧城市及基礎設施等數十億個設備中。

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全新STM32U5系列,整合高效能Arm Cortex-M33內核與意法半導體專有的創新節能技術,以及晶片上IP模組,降低功耗的同時提升處理性能。新產品線還增加現今應用所需的最新技術,其中,先進網路安全功能,包括針對PSA及SESIP(物聯網平台安全評估標準)三級標準的硬體安全功能,圖形加速器可實現功能豐富的圖形化使用者介面,提升使用者體驗。

意法半導體推出具備先進性能與網路安全性的STM32U5超低功耗微控制器。 意法半...
意法半導體推出具備先進性能與網路安全性的STM32U5超低功耗微控制器。 意法半導體/提供

意法半導體部門副總裁、微控制器事業部總經理Ricardo de Sa Earp表示,在過去5年中,ST微控制器全球市佔成長一倍,而STM32超低功耗微控制器出貨量迄今已超過20億。我們在低功耗技術知識與對於市場的專注,讓ST在超低功耗微控制器產品具有強大的優勢,市場佔率約25%。我們預計STM32U5微控制器將會更受歡迎,客戶可利用這款產品開發出集效能、性能、網路保護於一身的新款智慧消費電子與工業產品。

Arm物聯網業務副總裁Mohamed Awad則表示,現今智慧應用要求兼具高效能與安全基礎。 ST將Arm技術整合到最新的MCU中,把效能及安全性提升到一個新的層級,而開發人員還可以利用ArmKeil® MDK將效能發揮至最大。

意法半導體亦推出了STM32U5 IoT Discovery Kit(B-U585I-IOT02A)物聯網開發套件,在一塊電路板上整合MCU與Wi-Fi®模組、Bluetooth®模組及各種感測器。微軟已經將此工具套件指定為新Azure認證裝置計畫參考板。微軟副總裁、Azure IoT業務部主管Sam George 指出,STM32U5是開發者利用STM32U5微控制器先進功能,加上Azure RTOS提供的Azure IoT服務的最佳平台。 該套件將在今年後期開始銷售。

在STM32U5的主要客戶中,市場領先的Twilio雲端通訊平台已使用該系列MCU,創建一個名為Microvisor的創新物聯網裝置開發平台。Twilio首席產品經理Jonathan Williams表示,身為首批使用STM32U5的開發者之一,Twilio Microvisor提供客戶所要求的兼具極低功耗、高效性能及高階網路安全性的獨特組合。

STM32U5 MCU已經開始提供主要客戶樣品,並將於2021年9月量產,有多種封裝可供選擇,包括4.2mm x 3.95mm WLCSP及7mm x 7mm UQFN48與UFBGA169。

■技術資訊

省電功能

新系列微控制器導入一個創新的自控模式,可以讓直接記憶體存取(Direct Memory Access,DMA)控制器及周邊裝置在大多數設備休眠時維持正常運作,以節省電能。精細的操作模式控制可以關閉MCU的部分記憶體,避免供電給閒置元件。此外,STM32U5 MCU採用40nm製造技術,適用於MCU的最先進的製程節點,可節省動態作業模式和節能模式的功耗。

新產品還傳承上一代MCU STM32L0,STM32L4及STM32L5超低功耗的成功產品特性,包括根據工作負荷優化耗能的動態電壓調節,以及高效讀取快閃記憶體的ST ART Accelerator™存取加速技術,現在,除了記憶體外,ST ART Accelerator最新功能還能讀取MCU外部快閃記憶體。

透過整合一個先進可並行連線、可以即時選擇的DC/DC轉換器,以及低壓降(LDO,Low-Dropout)穩壓器,STM32U5可將動態功耗降至19µA/MHz以下。

升級外部周邊

除了節省功耗外,設計人員還可以利用新功能滿足應用的嚴格要求,例如,更高的快閃記憶體密度、高達2MB的晶片上儲存容量,晶片外記憶體快速介面可以使系統進一步擴充。最高0.5MB的晶片上快閃記憶體將耐擦寫能力提升到100,000次讀/寫,提升使用者資料保存。

針對下一代感測和追蹤應用,新系列產品還提供了先進的高速14位元類比數位轉換器(Analog-to-Digital Converter,ADC)。

多功能數位濾波器(Multi-function Digital Filter,MDF)與音訊數位濾波器(Audio Digital Filter,ADF),取代了意法半導體久經考驗的Sigma-Delta調節數位濾波器(Digital Filter for Sigma-Delta Modulator,DFSDM)。現在,透過提升聲音活動偵測性能,這些功能讓使用者能夠將AI整合到低成本、低功耗微控制器的應用。此外,透過在產品RAM記憶體內嵌入改錯程式碼(Error Correction Code,ECC)記憶體,STM32U5 MCU還可以滿足安全關鍵應用的要求。

加強網路安全性

主打網路安全的STM32L5系列,搭載支援Arm TrustZone®技術的Cortex-M33處理器內核,並整合意法半導體獨特的安全功能,在此基礎上,STM32U5系列導入了最新先進的創新技術:AES加密演算法與公開金鑰授權(Public Key Authorization,PKA)、現在具有硬體防禦邊通道攻擊的能力、使用硬體唯一金鑰(Hardware Unique Key,HUK)保護資料存儲安全、主動竄改偵測、內部監控技術可以在發生干擾攻擊時刪除保密資料,有助於滿足PCI安全標準委員會(PCI SSC)對於銷售終端設備(POS)的安全要求。

新生態系統資源

STM32Cube軟體套件將整合Azure RTOS即時操作平台,並提供STM32CubeMX和STM32CubeIDE工具的配置功能,以及更多應用程式碼範例,為STM32Cube帶來更多重要優勢,例如,優異性能和產業認證。

B-U585I-IOT02A探索套件將讓開發者能夠研發各種應用,充分利用低功耗通訊、多路感測器和直接連上雲端的功能。電路板上整合Wi-Fi和藍牙模組、麥克風、溫濕感測器、磁力計、加速度計和陀螺儀、壓力感測器、飛行時間感測器和手勢偵測感測器。

*STM32是意法半導體國際有限公司(STMicroelectronics International NV)或其在歐盟和/或其他地方之相關公司的註冊和/或未註冊商標。而STM32亦已在美國專利商標局註冊。

■關於意法半導體

意法半導體(STMicroelectronics;ST)擁有46,000名半導體技術、產品及方案的創新與創造者,掌握半導體供應鏈與最先進的製造設備。作為一家獨立的半導體設備製造商,意法半導體與逾10萬客戶、上千合作夥伴一起研發產品及解決方案,共同打造生態系統,一同攜手應對各種挑戰與機會,滿足世界對於永續發展的更高需求。意法半導體的技術讓人們出行更智慧、電力及能源管理更高效、物聯網與5G技術應用更廣泛。詳情請瀏覽意法半導體官方網站:http://www.st.com。

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