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[导读]ST于近期发布了“STM32WBA”无线MCU、“STM32U0”超低功耗入门级MCU、“STM32H7R/S”高性能MCU和“STM32MP2”四大重磅新品,还透露将会在今年推出18nm的STM32新品。

在近日召开的STM32全球峰会上,ST总结了嵌入式领域正在发生的三大趋势:更高效的计算、多协议带来无缝连接和更强大的安全性。围绕着这些应用方面的三大趋势,ST也于近期重磅更新了其无线MCU超低功耗入门级MCU、高性能MCU和MPU四条线的最新产品。ST的多位高管出席发布会,针对新产品进行了分享。


STM32WBA54/55:更低功耗和更安全的多协议无线MCU

在各种无线连接的场景中,短距场景其实尤为复杂。这里面涵盖了不同的设备类型,而每类设备产生的数据量和频率也不同。因此要满足在短距场景中实现无缝连接,就需要多种不同的通讯协议。不同的协议在传输速率、传输距离、功耗、成本、网络拓扑结构等方面有所差异,这种多样性能够更好地满足不同应用场景的需求,让开发者自己来配置更加灵活和高效的通信解决方案。

而ST最新推出的STM32WBA系列不仅能够支持多种无线通信协议,并且能够进一步帮助开发者简化方案设计,并轻松在其上实现自己方案的差异化优势。

据悉,STM32WBA采用40纳米制造工艺,基于Arm Cortex-M33内核,主频可达100MHz。它支持多种协议,包括BLE5.4、Open Thread、ZigBee和基于Thread的Matter协议。最大输出功率可达10dBm,并在提升射频功率的同时兼顾了功耗表现。在超低射频模式、时钟周期100MHz条件下,功耗仅为30 µA/MHz。此外内部还集成了开关电源(SMPS)来进一步降低整体功耗。在信息安全方面,STM32WBA符合SESIP Level3目标认证,符合美国网络信任标准,以及符合2025年将强制执行的欧盟关于无线电设备指令(RED)的法规。

此次最新推出的具体产品型号为STM32WBA54/55,在去年推出的STM32WBA52的基础上实现了多协议拓展,同时将最高工作温度从85度提高到了105度,因此可以更好满足工业应用场景。

据意法半导体中国区微控制器、数字 IC 与射频产品部 (MDRF) 市场经理 于引 (YIN YU)介绍,STM32WBA能够适应多种不同应用,像照明、工控、信标Beacon 应用以及运输系统中的维护、Tracker 的应用、健康和医疗设备以及家庭的自动化。同时STM32WBA采用了低功耗设计,在待机模式下电流可以小于140nA,可以更好的提高便携式医疗设备的电池的续航寿命。Flash最高有1M的选择,可以支持更复杂的一些算法,来满足对便携式医疗设备以及健康设备的需求。

在系统设计易用性方面,除了必备的开发板和射频开发软件之外,ST还为STM32WBA提供了一款配套的射频IPD芯片——MLPF-WB-04D3。该芯片内部集成了完整的阻抗匹配、滤波和天线保护的电路设计。如果客户自行针对STM32WBA进行外围的射频电路设计,那么将会涉及到11个器件的选型和繁杂的优化工作,而且最终占板面积也要72mm2。而选择IPD则直接免除了这么多的设计工作,占板面积也仅为1.6x1mm2。

STM32MP2:内置NPU的64位MPU

和上一代的STM32MP1相同,STM32MP2也是采用了异构单/双核的设计。并且同样延续了MP1的工业级的品质,在工作温度范围上支持-40~+120度。

为了帮助客户在边缘端侧也实现AI赋能,STM32MP2内置了一个1.35TOPS算力的NPU,可用于AI算法的高效处理。此外,STM32MP2还集成了比第一代更为丰富的接口资源,包括 RGB、LVDS 和 MIPI DSI 接口,因此也更适用于机器视觉和多媒体应用。

据中国区微控制器、数字 IC 与射频产品部 (MDRF) 市场经理杜铭 (TIM DU)介绍,由于内部集成了丰富的硬件处理单元,如NPU、TSN交换机、视频处理器和图形处理器等,所以可以大大减少CPU的工作负载,让CPU更专注在完成自己擅长的复杂的应用方面。在安全性方面,STM32MP2支持SESIP Level3 目标认证以及PSA 一级目标认证。

STM32MP2 是面向64位应用的处理器,目前分为四个子系列:257/255/253/251,这四个系列与MP1是可以做到封装兼容的,硬件和软件生态也是一以贯之,因此客户可以根据不同的需求可以选择不同的子系列来适应应用的不同,或者通过STM32的MP平台来快速实现产品的从高到低的差异化配置。

提到端侧的AI开发方面,针对端侧硬件和开发人员的特点,ST提供了非常高效的模型生成和部署方式。如果客户自己有数据模型,则可以通过编译器之后实现部署。如果客户没有数据模型,则可以通过STM32模型库进行选择。当前STM32模型库提供4类模型:包括运动姿势估算、图像分类、语义分割和物体检测。所有模型 ST 是免费提供给工程师来使用的,我们托管在 上,客户可以免费在 GitHub上下载模型代码,在自己的应用上进行实际验证,快速打造符合自己场景的AI边缘应用。

此外,值得一提的是,ST还上线了一个云端编译验证平台。客户可以直接在云端进行编译,然后下载到服务器连接的STM32MP2开发板上,进行直接的代码效果验证。通过远程实时查看代码在板子上的实际运行效果,进行反复调试和优化。

如上图所示,从产品评估到产品落地,ST为客户提供了完备的软硬件生态,可以帮助客户快速完成基于STM32MP的实际应用。


STM32H7R/S:在实时MCU上运行MPU级别应用

STM32H7是ST的高性能MCU系列,而此次最新带来的STM32H7R/S,则是进一步拓宽了图显和通用两个方向的产品型号,提供了更灵活和更具成本优势的选择。

意法半导体中国区微控制器、数字 IC 与射频产品部 (MDRF) 市场经理 黄熘 (ERIC HUANG)表示,STM32H7R/S让客户可以在实时的MCU 上运行 MPU 级别的应用,当然也有很多的应用可能并不需要上 Linux,并不需要太高算力时,STM32H7R/S 就可以很好的填补这一部分应用,在实现高实时运算的同时也有很好的图形显示。

STM32H7R/S延续了之前600MHz的CPU主频,但不同的是这是一款Bootflash MCU,内部只有一个64K的Flash用于启动,以及一个620K的SRAM可以用于应用程序代码执行。如果客户的代码较大,STM32H7R/S也提供了外部串口Memory的连接方式,最高传输速率可以达到200MHz。而正是因为通过内部对于Flash的裁剪,STM32H7R/S也成为了目前H7系列中性价比最高的选择。

值得一提的是,STM32H7R/S还拥有比同级高性能MCU相比更好的GUI表现。据黄熘介绍,新产品有最新一代的NeoChrom GPU,这个2.5D的GPU可以支持客户实现更高清和流畅的UI图形设计。“如果客户选择了最新一代带 NewChrom GPU,它有很强的算力,它可以在图形化数据上降低 CPU 很大的负载。我们可以很高地提高整体的性能,因为 MCU 不仅做推屏作用,我们还可以做一些连通性、以太网或者是 AI 的算力。同时 GPU 是带一些压缩算法的,所以这就很好的释放了存储空间,就像SVG 矢量图在有些应用里面可以节省 90%的压缩比,这个节省量是非常大的。”

除了更好的性能表现和更好的价格优势外,STM32H7R/S还是MCU级别中安全性最强的存在。内部集成的最新的 MCE 引擎支持两段的安全启动和三段的代码隔离。如果客户需要安全代码启动,ST可以提供 iRoT 参考原型给到OEM,从而帮助客户快速完成系统开发。

STM32U0:最安全的超低功耗高性价比MCU

刚才讲完了无线MCU、MPU和高性能MCU方面的最新产品更新,最后出场的STM32U0,作为ST的新一代超低功耗入门级MCU,更是受到广大工程师的关注。

首先,STM32U0采用了ST最新的超低漏电流技术,因此具有优异的静态功耗表现。此外,STM32U0提供多种超低功耗模式,极大增强了工程师的设计灵活性。在集成度方面,STM32U0表现突出,集成了段码驱动器、高精度MSI内部振荡器以及ART加速器,并增强了安全功能。最后,STM32U0的高集成度可显著降低整个BOM成本,继承了原有ULP的成熟功能,能够加速工程项目的研发进程和产品上市时间,从而带来更好的成本效益。

虽然是超低功耗入门级MCU,但客户对于功能性和安全性的要求越来越高。例如在便携式胰岛素泵、血糖仪、智能表计和超声表计等设备上,即要求有很好的功耗表现,又要MCU具备更高的信息安全等级,对于内部的资源要求也是越来越大。在这种情况下,超低功耗高性价比的旧王——STM32L0显得有点捉襟见肘,而新王STM32U0则可以很好地满足这些新兴应用需求。

据意法半导体中国区微控制器、数字 IC 与射频产品部 (MDRF) 市场经理 张明 (ROBIN ZHANG)介绍:性能方面,STM32U0采用了一个主频56MHz的Arm Cortex-M0+内核,相比STM32L0在性能上的提升是显著的。功耗方面, ULP Mark分数从 STM32L0的244分提高到了430分。内置资源方面,STM32U0集成了ART加速器、LCD段码驱动器和触摸按键驱动器,提高了图形能力和交互能力;丰富的模拟IP的集成,简化了外围的模拟电路设计。在存储方面STM32U0则为客户提供了灵活的选择,闪存最高支持到256KB,RAM有12KB和40KB两档可选。

而在安全性方面,STM32U0是毫不妥协。这是市场上首个通过了 SESIP Level3、PSI Level1、NIST 认证的 CortexM0+ 内核的MCU。这意味着如果工程师想要在电池供电设备上追求最高的信息安全等级,那么STM32U0将会是最佳的选择。


结语

“微控制器是我们这个快速变化世界的重要助推器和核心组成部分。在这 个快速变化的世界里,数十亿个物联网设备的自动化程度和连接紧密度在不断提高,同时它们也需要在本地安全地处理更多的数据。”意法半导体中国区 微控制器、数字 IC 与射频产品部 (MDRF)、物联网/人工智能技术创新中心及数字营销副总裁 朱利安 (ARNAUD JULIENNE)分享到,“我们将 STM32 视为释放开发人员创造力,并实现这一愿景的关键推动因素。”

而要实现这一愿景,ST将会在“产品的深度和广度”、“生态系统”、“产能”和“开发资源直通工程师”四个维度进行努力。

此外,朱利安还透露ST已经突破了20nm这一工艺节点,将会在今年推出18nm的STM32新品。

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