編者按:在過去的12年里,意法半導體公司的STM32微控制器家族已經擴展出13條產品線,而今這一家族又新增添了一名成員STM32G0,簡單、高效、穩健是這一新成員的典型特征,而它也將進一步把STM32微控制器家族的應用拓展到更大的空間。
意法半導體微控制器部產品線市場經理Pierre Charvet
簡單:STM32G0系列能夠減少客戶的BOM成本
意法半導體微控制器部產品線市場經理Pierre Charvet先生總結了四點,來說明STM32G0系列微控制器可以精簡工程師的設計復雜度。
1.無需去耦電容。
傳統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度范圍內精度可達1%,甚至于在全溫度范圍內-40/125度可以達到2%。內部集成了高精度定時器,可以讓整個應用更廣范,幫助用戶省掉外部的時鐘,這也是BOM節省的因素之一。
3.提高了抗干擾性。
STM32G0可以達到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中可以省去更多的外圍保護單元,進一步節省整個BOM成本
4.更大的Flash及RAM存儲空間。
以前的產品如果需要大的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,進一步節省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勢,包括了芯片本身以及芯片外圍器件的總體成本。
Pierre Charvet先生給大家粗略地估算了STM32G0對于成本的影響,整個成本可以節省15美分。STM32G0不需要一個外部的時鐘,在客戶的設計當中可以節省大概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,客戶可以節省一個外部的收發器、上、下拉電阻以及數字控制器,可以帶來額外的更多成本的節約。STM32G0上支持更安全的代碼燒寫程序,也為用戶節約了做量產時的總體成本。
高效:主頻64MHz時處理能力可達59DMIPS
STM32G0是基于ARM Cortex-M0+內核來設計的,同時集成了內存的保護單元——MPU單元,的主頻可以達到64MHz。
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到59DMIPS,而在CoreMark評分上STM32G0系列可以達到142。
STM32G0是一個高效的產品,不僅僅體現在高性價比上,同時從功耗角度來分析,它也是一個高效率的產品。STM32G0在64MHz主頻運行的時候,運行時的功耗小于100μA/MHz,大多數穩定在80μA/MHz左右。
Pierre Charvet表示,雖然沒有把STM32G0定義為一個超低功耗產品,但是它在功耗方面的表現同樣非常好。
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。
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的一個設置。那么,除了功耗這個值看起來它的電流很低,另外一個關注點是喚醒時間,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特別強調了STANDBY模式。
STM32G0的STANDBY模式下功耗只有200nA或者500nA(取決于RTC的設置),它的喚醒時間只需要14μs,已經達到了Ultra low power(超低功耗)的系列產品的指標,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,它們的功耗數值(40nA和500nA)其實已經相當于STM32L4產品的水平(STM32L4是一個超低功耗的系列產品)。
整個STM32G0產品達到了一個更好的集成度,在成本上達到更優化的節省,同時還是一個低功耗的產品,STM32G0可以在更多的應用領域找到更適合應用。
穩健:集成了更多的安全、可靠性的設計
在安全方面的提升,確保了STM32G0可以實現更安全和高可靠性的設計。
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行的保護功能,還有讀寫保護功能、內存保護單元、AES算法的硬件加密支持、真隨機數生成器、唯一ID等保護功能。
除此之外,還有一個額外的安全存儲區域功能,該區域是屬于用戶Flash區域中的一部分,用戶可以根據自己的需求去定義安全存儲區域(包括大小),安全存儲區域一旦被激活之后,它是不可被進入和調試的。
這樣一個安全存儲區域用來做什么呢?
Pierre Charvet解釋說,該區域可以放一些關鍵的程序或者密鑰的存儲,可以實現更多的安全功能:如支持安全固件升級的功能、實現身份認證的功能、實現密鑰存儲的功能等。
正是基于安全區域的設置,STM32G0才能夠提供更好的安全方面的性能,能夠實現更多的安全功能,相信STM32G0這個新的功能可以給我們開拓更多的應用領域。
Pierre Charvet表示,支撐STM32G0可以穩健應用的另外一個基礎就是強大的STM32生態系統。
硬件生態系統:意法半導體為用戶提供更多的評估板,比如現在已經面市可以為用戶提供的是Nucleo開發板(基礎型、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。
軟件生態系統: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;如果之前已經用過STM32,那么再到STM32G0上是一個很簡單的工作。