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簡單、高效、穩(wěn)健的STM32G0

——專訪意法半導(dǎo)體微控制器部產(chǎn)品線市場經(jīng)理Pierre Charvet
2019-01-02
作者:于寅虎
來源:電子技術(shù)應(yīng)用
關(guān)鍵詞: ST STM32G0

編者按:在過去的12年里,意法半導(dǎo)體公司的STM32微控制器家族已經(jīng)擴(kuò)展出13條產(chǎn)品線,而今這一家族又新增添了一名成員STM32G0,簡單、高效、穩(wěn)健是這一新成員的典型特征,而它也將進(jìn)一步把STM32微控制器家族的應(yīng)用拓展到更大的空間。


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意法半導(dǎo)體微控制器部產(chǎn)品線市場經(jīng)理Pierre Charvet


簡單:STM32G0系列能夠減少客戶的BOM成本

意法半導(dǎo)體微控制器部產(chǎn)品線市場經(jīng)理Pierre Charvet先生總結(jié)了四點,來說明STM32G0系列微控制器可以精簡工程師的設(shè)計復(fù)雜度。

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1.無需去耦電容。

傳統(tǒng)的微控器往往需要四對電源供電,而新的STM32G0系列中可以只需要一組電源供電。這就意味著可以省去了其他三組電源以及上面的去耦電容。

2.無需外部時鐘。

在新的STM32G0系列中還可以省掉外部時鐘。在STM32G0中集成了快速時鐘,它在0/90度范圍內(nèi)精度可達(dá)1%,甚至于在全溫度范圍內(nèi)-40/125度可以達(dá)到2%。內(nèi)部集成了高精度定時器,可以讓整個應(yīng)用更廣范,幫助用戶省掉外部的時鐘,這也是BOM節(jié)省的因素之一。

3.提高了抗干擾性。

STM32G0可以達(dá)到4500伏的抗瞬時脈沖,它的EMI性能也會特別好。那么,它帶來的好處是在用戶的開發(fā)中可以省去更多的外圍保護(hù)單元,進(jìn)一步節(jié)省整個BOM成本

4.更大的Flash及RAM存儲空間。

以前的產(chǎn)品如果需要大的Flash、大的RAM,會需要一個比較大的封裝。那么,在STM32G0中可以實現(xiàn)一個很小的封裝中同樣可以使用更大的Flash和RAM。

STM32G0可以省掉外圍的電源,以及上面的去耦電容;可以不用外部的時鐘;可以有更大的Flash和RAM在一個很小的封裝中,進(jìn)一步節(jié)省PCB上的花費。

所以,這四個特點集成在一起,可以為用戶帶來一個更好的成本上的優(yōu)勢,包括了芯片本身以及芯片外圍器件的總體成本。

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Pierre Charvet先生給大家粗略地估算了STM32G0對于成本的影響,整個成本可以節(jié)省15美分。STM32G0不需要一個外部的時鐘,在客戶的設(shè)計當(dāng)中可以節(jié)省大概10美分的成本。同時,去掉6組去耦電容以及外部時鐘上的去耦電容,又帶來額外的4美分的節(jié)省。同時,里面更大的Flash和RAM的存儲空間,使得整個PCB上的成本也得以節(jié)約。

除此之外,STM32G0還增加的一些額外的功能,比如USB-C  Power  Delivery功能。集成了這兩個功能以后,客戶可以節(jié)省一個外部的收發(fā)器、上、下拉電阻以及數(shù)字控制器,可以帶來額外的更多成本的節(jié)約。STM32G0上支持更安全的代碼燒寫程序,也為用戶節(jié)約了做量產(chǎn)時的總體成本。


高效:主頻64MHz時處理能力可達(dá)59DMIPS

STM32G0是基于ARM Cortex-M0+內(nèi)核來設(shè)計的,同時集成了內(nèi)存的保護(hù)單元——MPU單元,的主頻可以達(dá)到64MHz。

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Pierre Charvet表示,STM32G0的性能和CPU的主頻上都得到了很大的提高,還有一個很靈活的DMA,這個靈活的DMA可以靈活地配置,讓工程師在設(shè)計中得到更好的資源。對于工作在主頻64MHz時,STM32G0系列的處理能力可以達(dá)到59DMIPS,而在CoreMark評分上STM32G0系列可以達(dá)到142。

STM32G0是一個高效的產(chǎn)品,不僅僅體現(xiàn)在高性價比上,同時從功耗角度來分析,它也是一個高效率的產(chǎn)品。STM32G0在64MHz主頻運行的時候,運行時的功耗小于100μA/MHz,大多數(shù)穩(wěn)定在80μA/MHz左右。

Pierre Charvet表示,雖然沒有把STM32G0定義為一個超低功耗產(chǎn)品,但是它在功耗方面的表現(xiàn)同樣非常好。

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在STM32G0中,提供了多種低功耗工作模式,包括SLEEP模式、STOP模式、STANDBY、SHUTDOWN和VBAT模式。在這些工作模式里,STM32G0都有比較好的功耗表現(xiàn)。

Pierre Charvet舉例說,在STOP停止模式下可以看到功耗在3μA-8μA左右,這取決于你的Flash和RTC的一個設(shè)置。那么,除了功耗這個值看起來它的電流很低,另外一個關(guān)注點是喚醒時間,除了低功耗還支持快速喚醒,在STOP模式下快速喚醒的時間只有5μs。

Pierre Charvet特別強(qiáng)調(diào)了STANDBY模式。

STM32G0的STANDBY模式下功耗只有200nA或者500nA(取決于RTC的設(shè)置),它的喚醒時間只需要14μs,已經(jīng)達(dá)到了Ultra low power(超低功耗)的系列產(chǎn)品的指標(biāo),但是STM32G0它并不是定義為超低功耗系列,它是一個主流型的MCU。

與STANDBY低功耗模式相比,更低的一個低功耗工作模式還有SHUTDOWN和VBAT模式,它們的功耗數(shù)值(40nA和500nA)其實已經(jīng)相當(dāng)于STM32L4產(chǎn)品的水平(STM32L4是一個超低功耗的系列產(chǎn)品)。

整個STM32G0產(chǎn)品達(dá)到了一個更好的集成度,在成本上達(dá)到更優(yōu)化的節(jié)省,同時還是一個低功耗的產(chǎn)品,STM32G0可以在更多的應(yīng)用領(lǐng)域找到更適合應(yīng)用。


穩(wěn)健:集成了更多的安全、可靠性的設(shè)計

在安全方面的提升,確保了STM32G0可以實現(xiàn)更安全和高可靠性的設(shè)計。

Pierre Charvet表示,STM32G0新集成了更多安全的功能,安全功能中增加了一個僅可執(zhí)行的保護(hù)功能,還有讀寫保護(hù)功能、內(nèi)存保護(hù)單元、AES算法的硬件加密支持、真隨機(jī)數(shù)生成器、唯一ID等保護(hù)功能。

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除此之外,還有一個額外的安全存儲區(qū)域功能,該區(qū)域是屬于用戶Flash區(qū)域中的一部分,用戶可以根據(jù)自己的需求去定義安全存儲區(qū)域(包括大小),安全存儲區(qū)域一旦被激活之后,它是不可被進(jìn)入和調(diào)試的。

這樣一個安全存儲區(qū)域用來做什么呢?

Pierre Charvet解釋說,該區(qū)域可以放一些關(guān)鍵的程序或者密鑰的存儲,可以實現(xiàn)更多的安全功能:如支持安全固件升級的功能、實現(xiàn)身份認(rèn)證的功能、實現(xiàn)密鑰存儲的功能等。

正是基于安全區(qū)域的設(shè)置,STM32G0才能夠提供更好的安全方面的性能,能夠?qū)崿F(xiàn)更多的安全功能,相信STM32G0這個新的功能可以給我們開拓更多的應(yīng)用領(lǐng)域。

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Pierre Charvet表示,支撐STM32G0可以穩(wěn)健應(yīng)用的另外一個基礎(chǔ)就是強(qiáng)大的STM32生態(tài)系統(tǒng)。

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硬件生態(tài)系統(tǒng):意法半導(dǎo)體為用戶提供更多的評估板,比如現(xiàn)在已經(jīng)面市可以為用戶提供的是Nucleo開發(fā)板(基礎(chǔ)型、超值型),還有全功能評估板,在這個全功能評估板上如果您還想評估USB type-C的功能,我們還有一個子板可以和全功能評估板一起合用。我們的探索套件也很快就會面市,給用戶去做評估。

軟件生態(tài)系統(tǒng):新款STM32G0可以得到STM32CubeMX工具的支持,基于這個可配置的工具,可以很方便地進(jìn)行I/O管腳的配置、時鐘域的配置、DMA的配置。利用STM32CubeMX工具,即使用戶之前沒有用過STM32,也可以很快地上手;如果之前已經(jīng)用過STM32,那么再到STM32G0上是一個很簡單的工作。

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