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[导读]蝴蝶扇动翅膀,便可引发彼岸的暴风雨。STM32这只“蝴蝶”不仅掀起了MCU的风暴,还走进了工程师和千家万户。

导言:

蝴蝶扇动翅膀,便可引发彼岸的暴风雨。

STM32这只“蝴蝶”不仅掀起了MCU的风暴,还走进了工程师和千家万户。

2020年STM32一年一度的全国巡回研讨会(STM32 Roadshow)火爆开场,一如既往,9月13日-9月25日STM32飞跃14个城市,为这个9月留下最美的“碟影”。

本次巡回研讨会以“安全连接,智创未来”为主题,聚焦于STM32的最新技术创新,探讨在物联网安全、智能工业、无线连接、边缘端人工智能、图形用户界面等领域的产品解决方案及多样化应用实例。

具体包括STM32从通用到安全、STM32为智能工业而生、STM32Wx助力物联世界、与STM32MP1一起尽享无限可能、STM32GUI连接你的智能世界、ST MEMS感知你的世界几大主题。

通过本次巡回研讨会,可以看出STM32的布局广遍整个生态。接下来,便跟随笔者的脚步,来看STM32的远望。

STM32的产品生态

目前来说,STM32MCU产品提供16大产线、5类产品、超过1000个型号,基于ARM®Cortex®M0、M0+、M3、M4、M33、M7、A7内核:

MPU:MP1

高性能MCU:F2、F4、F7、H7

主流MCU:F0、G0、F1、F3、G4

超低功耗MCU:L0、L1、L4、L4+

无线MCU:WB、WL


MCU方面,为用户提供了不同应用的各种选择,包括高性能、主流、超低功耗三种选择,可以满足各种场景的功耗、性能、成本等。事实上,STM32MCU一直遍布我们的生活场景,就比如众所周知的共享单车几乎都采用的都是STM32系列MCU。

值得一提的是,2018年,第一颗无线MCU系列STMWB问世,意味着STM32迈入了无线进击之路。在今年4月,全球首颗内置LoRa收发器的SoC问世,这便是STM32WL;另外,今年7月发布的STM32WB系列的最新产品STM32WB55已可支持Zigbee3.0。

LoRa是有能力解决泛在物联网设备组网难题的技术之一,而Zigbee3.0统一了面向消费者和工业应用的Zigbee规范的功能。无线MCU可提供最新的无线适配,帮助设计人员满足各种IoT和可穿戴设备中严格的功率和尺寸限制。

不止如此,STM32Wx系列产品全面支持Bluetooth5.0、LTE-M、NB-IoT、M-Bus、Sigfox、omlox、THREAD、Zigbee3.0、LoRa……

需要特别注意的是,去年10月STM重磅发布MPU——STM32MP1,这是STM32的首款MPU,以其创新的异构系统架构,将MPU与MCU合二为一,兼顾运算处理能力和实时控制性能,令产品更实用。很多譬如LinuxRT拓展和uCLinux这种系统存在,但很多应用中仍必要一个完整的MPU,正因ST既拥有MCU也拥有MPU,因此用户可以轻松地将其产品设计进行上下迁移,最大限度利用软件和代码,在长时间内获取最佳的投资回报。

这款MPU更加适合需要更好的显示交换的场景,当然STM32也拥有自己的交互系统,下文将细细讲解。另外,MPU不仅可以加载Linux,还拥有千兆网口、高速USB口可以处理更多的数据。

与MCU不同,MCU使用片上嵌入式闪存来存储和执行程序,这种方式启动时间非常短可以快速执行代码,但内存空间有限;MPU则没有相同的内存约束,使用外部存储器来提供程序和数据存储,程序通常存储在NAND或串行闪存之类的非易失性存储器中,并且在启动时被加载到外部DRAM中,然后开始执行。虽然MPU不会像MCU那样快速启动和运行,但可以连接到处理器的DRAM可以高达几千M。

STM32MP1方面,拥有非常强悍的功耗和性能,STM32MP1只需1秒回到Linux界面,只需要3秒回到3D图形应用界面。STM32MP1提供了全功率模式、分批功耗优化模式、待机模式这三种不同的模式来帮助用户优化整体的设计功耗,平衡其设计的性能和功耗。

另一方面,为用户提供了灵活高效的架构。在目前推出的三个型号中,主流的两个型号提供了双核A7+M4的架构,而最低成本的型号则提供单核A7+M4的架构。据称,三个核心采用了安全的互相通信的方式,大部分外设都挂载在同一条主线上,因此三个核心可以根据各自的需求来调用外设。

依托于STM32成熟的生态系统,STM32MP1、STM32WB、STM32WL拥有完整的软件和开发配件生态,也与MCU产品相互匹配,具有非常方便的迁移优势。此外,STM32 MCU也依托了这两款产品完善了整个生态,布局MPU、无线连接等。

STM32领先的GUI

一项产品经历了重重代码的考验,最终给用户最直观的体验还是GUI,可以说GUI是程序的门面,如若招牌都不能令人满意,谈何用户体验?

STM32的提供了StemWin、TouchGFX、EmbeddedWizard三种图形库软件。

STemWin是针对动画受限、简单GUI设计,是基于Segger公司的emWinGUI库,编程语言为C语言,支持1/8/16和32bpp。

TouchGFX可以实现手机GUI性能,这款软件是ST力推的GUI应用软件,可实现从简单到可与智能手机媲美的GUI设计,具备针对STM32优化的GUI库,采用C++语言编程,支持1/2/4/16和24bpp。而这一切也都已集成在CubeMX中。

STM32的图形产品线非常丰富,拥有190多个型号,涵盖不同的显示接口和封装。内核方面更是从M0+到M7一应俱全。

另一方面,在第三方图形生态系统方面的合作伙伴包括edt、EKTOS、EMBEDDEDPARTNERS、EMGSOFT、itk、iWave、Mjolner、PsiControl、SDATAWAY、泰辑科技等,可协助开发者在STM32上创建基于TouchGFX的UI。

STM32安全有保障

物联网正在极速扩张,数据显示目前全球物联网设备已接近80亿,有关部门预计3年之后物联网设备会从到80亿跃至240亿,对于芯片、软件及产品设备来说,未来6年内都是非常大的商机。

但在高速发展之外,物联网的安全性从来都是众矢之的,有关人士指出对物联网缺乏自信是阻碍物联网被广泛采用的主要原因之一。另外,种种数据也充分显示出物联网数据泄露或被攻击是既存的事实,你相信你的物联网设备吗?

提到安全,就不得不提到STM32Trust,STM32Trust的生态系统集成了所有可用资源,包括stm32系列信息安全相关的芯片技术、免费参考估计,免费工具和服务等,并通过强大的多级策略来增强安全性。

STM32Trust生态系统将理论知识、工具和ST原厂开箱可用软件包相结合,以便利用最佳行业实践,为新的物联网设备构建强大的信息安全保护。这有助于设计人员利用STM32单片机的内置功能来确保设备之间的可信、防止未授权访问,以避免数据被盗和代码被修改。

STM32Trust.CodeProtection一套解决方案,以确保烧写真实stm32时,客户代码的机密性和完整性。

对于安全性,一直是STM32的重点,在层层的代码保护下,你还会怕信息泄露吗?

ST MEMS传感器感知世界

其实ST不光拥有MCU/MPU,这一部分只占总营收的28%,ST作为一家IDM公司,还拥有模拟器件、MEMS传感器,而这一部分占到总营收的36%。

上文提及了GUI是门面,那么MEMS和传感器就是MCU/MPU的五官,感受着一切,并将参数传输给系统。

根据SEMI发布的报告预测显示,预计从2019年至2023年,全球MEMS传感器的产能将会增加25%,月产能预计增至470万片。

加速度计、汽车传感器、陀螺仪、电子罗盘、湿度传感器、工业传感器、iNEMO惯性模块、MEMS麦克风、压力传感器、接近传感器、温度传感器、T-Plus MEMS传感器……ST推出的传感器可用于IoT和电池应用的低功耗设备,广泛用于振动、温度、压力、声音和声学分析。

ST在此方面有何优势?首先,ST作为一家IDM公司,有能力开发技术和整体制程,对于整体有很强的把控能力,并拥有经验使得器件发挥最高的安全、智能效果;另一方面,ST拥有消费、汽车、工业的多重经验。

据了解,ST MEMS传感器部门拥有将近400名员工,2座双产能晶圆厂供货,产能达到600万片/天,传感器出货量高达150亿。

目前来说,ST的传感器主要聚焦于个人电子产品、电脑及外设、汽车和工业四大市场。最近,ST在新推出了LSM6DSOX和ISM330DHCX等X系列产品中,通过在传感器中集成了有限状态机(FSM)和机器学习内核(MLC),将边缘计算引入到感知节点端,可在感知节点端对数据进行预处理、预判断,对何种数据需要进行本地处理,哪些场景又需要对数据进行采集并上传进行区分。

总结

提及STM32,第一反应便是其标志性的“蝴蝶”Logo,作为工程师特别是嵌入式行业几乎人手几块,只要使用过MCU做开发的人基本都知道STM32。

远在十多年前,意法半导体在中国通用MCU市场占有率仅为2%左右,排名10以外。数十年的努力,如今STM32MCU斩获全球五分之一市场份额,中国市场连续10年CAGR高达27%。AIoT发展之下,MCU出货量持续上升,全球MCU销售年复合增速高达7.2%。

而对于中国市场,ST的重视程度一直非常高。此前,ST已多次表示,中国市场对于ST是尤其重要的。目前,在中国和整个亚太地区ST拥有三个应用中心,并且大部分工程师都在中国和大中华区,助力中国市场的发展。

另一方面,作为意法半导体增长最快的地区市场,意法半导体在中国地区建立起强大的渠道基础设施,其广泛的产品组合特别适合渠道分销模式。另外,通过与国内知名学府、汽车制造商和其他合作伙伴建立各种类型的联合研发实验室,为中国培养下一代工程师。


话题回到 “2020 STM32全国研讨会”,大会仍在继续,干货继续不断!目前大会已在深圳、杭州、郑州、长沙、站圆满完成,南京、珠海、重庆、厦门、广州、北京、西安、青岛、沈阳、上海站重磅开启。特别是9月25日,上海站将进行线上直播,不能到现场的小伙伴可以马上预约,从线上领略“蝴蝶”带来的魅力。

换一批

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