经典的STM32系列又出“劳模级”新品
本刊记者薛士然
物联网时代,嵌入式工程师总希望自己选用的MCU“少用点电,多干点活”,虽然“既想牛儿不吃草,又想牛儿多拉套”不现实,但是ST让这样的场景在MCU界上演了!最近ST发布的新系列MCU STM32L4+,能够让未来的智能电子产品“吃得更少,干得更多”,堪称劳模!
STM32堪称32位MCU的经典,ST公司自2007年布局此系列MCU,不断推出新产品,以满足更多应用领域的不同需求。ST亚太区微控制器战略技术市场高级经理Franck Martins介绍,据2017年嵌入式市场调查显示,在所有32位芯片产品系列中,选择STM32的工程师占了30%的份额,位居第一,比处于第二位的产品高出了10%!ST中国区微控制器事业部市场及应用总监曹锦东表示,公司希望STM32能够成为中国开发者的首选控制器。
到目前为止,10年时间STM32累计出货量达到30多亿颗,为了让STM32产品线更加丰富,ST公司耗时2年研发出新系列产品STM32L4+。STM32L4+属于STM32家族的超低功耗系列,是STM32L4系列的下一代产品,可用作健康手环、智能手表、小型医疗设备、智能表计、智能工业传感器等各种产品的中央控制器。
据ST微控制器产品部STM32产品线经理Bertrand Denis介绍,公司进一步提高了STM32L4+架构的性能,使得其运算性能提升到了233 ULPMark-CP,运行频率提高到120 MHz,而STM32L4的这两个数字分别为279 ULPMark-CP和80 MHz。STM32L4+在120 MHz频率运行下的功耗为43 μA/MHz,而通用MCU的这一数字大概为120 μA/MHz,所以其性能大幅提升的同时,功耗却非常低。
性能提升,功耗反而降低,这得益于其内置FPU的ARM Cortex-M4内核和ST Chrom-ART Accelerator加速技术。
因为STM32L4+的目标应用主要在便携设备,现在越来越多的产品都配有或大或小的屏幕,所以STM32L4+重点加强了图形处理性能和显示支持。Chrom-ART Accelerator是一个2D图形加速器,其在提升图形处理性能的同时,还为实时处理释放了更多的内核资源。
ST的Demo显示在开启Chrom-ART Accelerator时,CPU的使用率为11%,关闭Chrom-ART Accelerator后CPU的使用率为84%,这样的对比很好地诠释了Chrom-ART Accelerator的作用。之前,处理器做任何图形转换,或是由CPU完成,或是由软件完成,而在STM32L4+中,是由Chrom-ART Accelerator来完成这部分工作,由专门的硬件来完成可以显著降低CPU的负载,节省下来的CPU周期可以分配给与图形运算同步进行的实时处理任务,或者用于处理更复杂的图形算法,并且还可以使显示加速,十分适合需要显示功能的应用。
Bertrand Denis表示,Chrom-ART Accelerator在设计时考虑得非常充分,因为现在的应用显示接口不统一,所以Chrom-ART Accelerator提供多种显示接口选择:MIPI-DSI控制器,用于连接高像素、引脚少的低EMI显示器;LCD-TFT控制器,用于连接中等分辨率显示器;并行显示接口,用于连接低分辨率显示器。
除了Chrom-ART Accelerator外,STM32L4+中还集成了针对圆形显示器特点优化的Chrome-GRC图形控制器,可以像处理方形显示器(TFT-LCD)一样高效地处理图形显示器,不会因为管理从不显示的像素而浪费存储器资源,从而节省了20%的存储空间。
STM32L4+在5.24 mm×5.24 mm的小封装内集成了640 KB的SRAM,可以辅助高速运算性能,最大限度地提升图形处理性能;内有2 MB双区闪存,为代码和数据提供强大的存储空间以及高效的读写同步功能。STM32L4+还具备丰富的数字和模拟功能,包括USB Host、USB Device、USB OTG;17个定时器;数字通信接口;高速数字滤波器。模拟外设包括高速模数转换器、数模转换器和高精度基准电压源、比较器,其所有功能都是为在任何工作模式下最大化能效而设计,例如,在两次采样捕获间隔时关闭转换器。
除此之外,STM32L4+内还集成了安全保护功能,比如:全模式欠压复位、时钟安全系统、SRAM奇偶校验、备份字节寄存器、电源监控、内置状态寄存器的ECC闪存、双看门狗等安全功能;防篡改检测、存储器保护单元、读写保护、唯一ID、AES-256/SHA-256 加密、JTAG熔丝位、硬件随机数生成器、软件IP保护、OTP编程区等保护功能。