STM32N6 系列 CPU

STMicroelectronics MCU 為工業和消費應用重新定義了性能標準

STMicroelectronics STM32N6 基于運行頻率為 800 MHz 的 Arm? Cortex?-M55 處理器而構建。Cortex-M55 是首款引入 Arm Helium 矢量處理技術的 CPU，它將 DSP 處理能力引入了標準 CPU。

STM32N6 是首款嵌入 ST Neural-ART Accelerator? 的 STM32 MCU，ST Neural-ART
Accelerator? 是內部開發的神經處理單元 (NPU)，專為節能的邊緣 AI 應用而設計。其主頻為 1 GHz，提供高達 600
GOPS 的處理能力，可實現計算機視覺和音頻應用的實時神經網絡推理。

由 MIPI CSI-2? 接口和圖像信號處理組成專用計算機視覺管道，確保與市場上的相機具有很高的兼容性。H264 硬件編碼器、JPEG 編解碼器和 NeoChrom? 圖形加速器使 STM32N6 能夠部署在要求嚴格的功能豐富產品中。

特性

• 性能
  • Helium M-Profile 矢量擴展 (MVE) 引入了大約 150 條新指令，旨在快速執行高級 DSP 和機器學習代碼
  • ST Neural-ART 加速器針對密集型 AI 算法進行了優化，主頻為 1GHz，可提供 600 GOPS，平均能效為 3TOPS/W
• 存儲器
  • 無閃存配置：4.2 MB 連續嵌入式 RAM
  • 用于外部存儲器的快速串行 I/F 提供了一種通過 8 位或 16 位接口訪問外部 RAM 或閃存的低引腳數、高性價比方法
  • 靈活的內存控制器（PSRAM、SDRAM、NOR、NAND）
• 擴展的多媒體功能
  • Chrom-ART? 加速器，用于 2D 圖形加速
  • Chrom-GRC? 非方形顯示屏圖形資源裁剪器
  • NeoChrom 加速器提供 2.5D 加速，用于高級繪圖、透視校正和紋理映射
  • H.264 編碼器：720p/1080p (30 fps)
  • JPEG 硬件加速器：JPEG 壓縮和解壓縮、高質量運動 JPEG 視頻播放
  • 專用圖像信號處理器 (ISP)：為 5 Mpx 攝像頭以 30 fps 的速度工作而設計，可從同一輸入生成三種不同輸出，支持多種攝像頭接口：MIPI CSI-2、雙線接口、16 位并行接口，以及 STM32-ISP-IQTune 用于管理 ISP 調校
• 安防
  • 目標為 SESIP 3 級和 PSA 3 級認證
  • TrustZone?
  • 抗側信道攻擊的 AES/PKA 和快速 AES/SHA
  • RIF：支持租戶感知的防火墻功能

應用

• 多軸飛行器
• 智能工業
• 智能家居
• 智能農業
• 個人醫療保健
• 汽車
• 智能建筑
• 機器人
• 個人電子產品

主要優點

在 MCU 上實現高性能邊緣 AI

嵌入式專有神經處理單元 ST Neural-ART 加速器。

? Arm Cortex-M55? 內核，頻率為 800 MHz，是迄今為止最高的 STM32 內核頻率。

提升圖形和多媒體體驗

多個圖形加速器。計算機視覺管道。多媒體編碼器/解碼器。

無縫集成到 STM32 生態系統中

由 ST Edge AI Suite 提供支持。與TouchGFX封裝兼容。

描述

數據手冊：

*附件：stm32n647x0.pdf

用戶指南
*附件：um3249-getting-started-with-stm32cuben6-for-stm32n6-series-stmicroelectronics.pdf
硬件開發指南
*附件：an5967-getting-started-with-hardware-development-for-stm32n6-mcus-stmicroelectronics.pdf

STM32N6x7xx 器件基于高性能 Arm? Cortex-M55?，工作頻率高達 800 MHz。

Cortex-M55? 內核采用 Arm? Helium? 矢量處理技術。除了標準微控制器任務之外，該內核還支持高能效數字信號處理。Cortex-M55? 配備了浮點單元 （FPU），支持單精度和半精度（符合 IEEE 754 標準）數據處理。Cortex-M55? 包括一個 32 KB 的 ICACHE、一個 32 KB 的 DCACHE，以及 128 KB 的數據 TCM RAM 和 64 KB 的指令 TCM RAM，帶有用于關鍵實時例程的 ECC。

這些微控制器具有 TrustZone? 感知支持和內存保護單元 （MPU），可增強應用程序安全性。安全引導 ROM 確保從外部接口安全引導。

這些器件嵌入了一個 4.2 MB 的連續 SRAM（組織在多個 bank）、一個在 VBAT 模式下活動的 8 KB 備份 SRAM，以及一個用于靜態存儲器的靈活外部存儲器控制器 （FMC），采用 XSPI 8/16 位配置。

ST Neural-ART 加速器，運行頻率高達 1 GHz，使用優化的硬件單元為 DNN（深度神經網絡）推理功能提供 600 Gops。優化電源效率。它集成了專用的流式處理引擎，以優化數據流并最大限度地減少內部緩沖區的使用和功耗。該加速器支持動態權重解壓縮和實時數據加密和解密。

Neo-Chrom 圖形加速器通過為縮放、使用高質量插值、自由旋轉、alpha 混合、紋理映射和透視變換等功能提供硬件加速，確保高效的 2.5D 圖形處理。

對于攝像頭應用，預計會有一個并行和 CSI 接口以及一個集成的硬件 ISP。ISP 在同一輸入流上提供三個并行管道的處理。支持的算法包括壞像素、抽取、黑電平調整、曝光控制、去馬賽克、列轉換、對比度、裁剪、縮小、ROI 隔離、灰度系數校正、YUV 轉換和像素加分器。ISP 輸出可通過 DMA 直接饋送到 NPU。

可選地，這些設備嵌入了一個硬件 H264 編碼塊，支持基線配置文件、主配置文件和高配置文件 1 級到 5.2 級，支持 1080p 分辨率下高達每秒 30 幀的幀速率。

專用硬件加速器可確保快速簡單的 JPEG 和運動 JPEG 壓縮和解壓縮。

這些器件提供廣泛的增強型 I/O 和外設，工作溫度范圍為 -40 °C 至 +125 °C，電源電壓為 1.71 至 3.6 V。一套全面的低功耗模式（睡眠、停止和待機）允許設計低功耗應用。

STM32N6x7xx 器件提供 6 種 VFBGA 封裝，引腳數從 142 到 264 不等。

• 所有功能

  • 包括 ST 最先進的專利技術
  • 核心
    • ? Arm 32 位 Cortex-M55?、3360 CoreMark?，頻率高達 800 MHz，1280 DMIPS，32 KB ICACHE，32 KB DCACHE
    • ? Arm MVE（M-Profile 載體擴展）
    • ? Arm Helium? 技術
    • ? Arm TrustZone? MPU、NVIC
    • 單精度和半精度浮點單元
  • 神經處理單元
    • ST Neural-ART 加速器，頻率高達 1 GHz，600 Gops，288 MAC/周期
    • 用于 DNN（深度神經網絡）推理功能的專用硬件單元
    • 靈活的專用流處理引擎
    • 實時加密/解密
    • 動態重量減壓
  • 記憶
    • 4.2 MB 連續 SRAM
    • 128 KB TCM（緊密耦合存儲器）RAM，帶 ECC，用于關鍵實時數據 + 64 KB 指令 TCM RAM，帶 ECC，用于關鍵實時例程
    • 8 KB 備份 SRAM 在 VBAT 模式下處于活動狀態
    • 靈活的外部存儲控制器，帶有密碼引擎，支持高達 32 位的數據總線：SRAM、PSRAM、SDRAM/LPSDR、SDRAM、SDRAM、NOR/NAND 存儲器
    • XSPI 支持串行 PSRAM、NAND、NOR、HyperRAM/? HyperFlash? 幀格式
    • 2 個端口：高達 200 MHz 的 XSPIM 8 位和 16 位配置
  • 圖形
    • Neo-Chrom 2.5D GPU：縮放、旋轉、Alpha 混合、紋理映射、透視變換
    • Chrom-ART 加速器 （DMA2D）
    • 帶 MJPEG 的硬件 JPEG 編解碼器
    • 高達 XGA 分辨率的 LCD-TFT 控制器
  • 視頻
    • 并行和 2 通道 CSI-2 相機接口
    • ISP（圖像信號處理器）在同一輸入流上具有三個平行管道：壞像素、抽取、黑電平、曝光、去馬賽克、列轉換、對比度、裁剪、縮小大小、ROI、灰度系數、YUV 約定、像素加殼器
    • H264 視頻編碼加速：基準配置文件、主配置文件、高配置文件 1 級到 5.2 級、1080p30 和 720p60
  • 安全和加密
    • ? Arm TrustZone? 和安全的 I/O 存儲器和外圍設備
    • SESIP 3 級（物聯網平臺安全評估標準）、Arm? PSA（平臺安全架構）認證
    • 靈活的生命周期方案，具有 RDP 和密碼保護調試
    • 在 OTP（一次性可編程）保險絲中安全配置客戶密鑰
    • 在 ROM 中保護引導代碼，解密和驗證客戶 uRoT（可更新的信任根）
    • 使用硬件唯一密鑰 （HUK） 進行安全數據存儲
    • 使用 TF-M（可信固件-M）提供安全固件升級支持
    • 兩個 AES 協處理器，包括一個具有 DPA（差分功率分析）電阻
    • 公鑰加速器 （PKA），抗 DPA
    • 外部存儲器的動態加密/解密
    • HASH 硬件加速器
    • 真隨機數發生器 （RNG），符合 NIST SP800-90B 標準
    • 96 位唯一 ID
    • 1.5 KB OTP 熔斷器
    • 主動篡改
  • 通信外圍設備
    • 2 個 USB 2.0 高速/全速設備/主機 OTG 控制器（一個帶有 UCPD USB Type-C? 供電）
    • 帶 TSN（時間敏感網絡）的 10 Mbit、100 Mbit 和 1 Gbit 以太網
    • 4 個 I2C Fm+ 接口 （SMBus/PMBus?） + 2 個 I3C
    • 6 個 SPI，其中 4 個支持 I2S
    • 2 個 SAI，支持 4 個 DMIC
    • 5 個 USART、5 個 UART（ISO78916 接口、LIN、IrDA，最高 12.5 Mbit/s）+ 1 個 LPUART
    • 2 個 SDMMC：MMC 版本 4.0、CE-ATA 版本 1.0 和 SD 版本 1.0.1
    • 3 個 FDCAN，具有 TTCAN 功能
  • 低功耗
    • 睡眠、停止和待機模式
    • 用于 RTC 的 VBAT 電源，32 個 32 位備份寄存器 + 8 KB 備份 SRAM
  • 計時器和看門狗
    • 1 個高分辨率定時器
    • 4 個 32 位定時器，具有多達 4 個 IC/OC/PWM 或脈沖計數器和正交（增量）編碼器輸入（高達 240 MHz）
    • 2 個 16 位高級電機控制定時器（高達 240 MHz）
    • 13 個 16 位通用定時器和 5 個 16 位低功耗定時器（高達 240 MHz）
    • 2 個看門狗（獨立和窗口）
    • 1 個 SysTick 計時器
    • 具有亞秒級精度和硬件日歷的 RTC
  • 調試
    • 開發支持：串行線調試 （SWD）、JTAG
    • 嵌入式跟蹤宏單元? （ETM）
  • 通用 I/O
    • 多達 165 個引腳
  • 模擬外設
    • 1 個溫度傳感器
    • 2 個 ADC，最大分辨率為 12 位（高達 5 Msps），多達 20 個通道
    • 1 個帶 SAD 的 ADF 過濾器和 1 個 MDF（6 個過濾器）
  • 重置和電源管理
    • POR、PDR、PBVD 和 BOR
    • 提供 VDDCORE 的嵌入式 SMPS 降壓轉換器
    • 1.71 至 3.6 V 應用電源和 I/O
    • USB 和 XSPI I/O 專用電源
    • 備用穩壓器 （~0.9 V）
    • 模擬外設的電壓基準 （VREF+）
  • 時鐘管理
    • 內部振蕩器：64 MHz HSI、4 MHz MSI、32 kHz LSI
    • 外部振蕩器：16 至 48 MHz HSE、32.768 kHz LSE
    • 4x PLL （一個用于系統時鐘，一個用于 ST Neural-ART 加速器，兩個用于內核時鐘），帶小數模式
  • ECOPACK2 兼容封裝
    

審核編輯 黃宇