電子發燒友網報道(文/黃晶晶)日前,2025年意法半導體 STM32峰會在深圳成功舉辦。ST積極布局的 “在中國為中國戰略” 受到業界專家、行業高管、廣大工程師群體等廣泛關注。此次峰會上,ST帶來多款新品展示,多位專家齊聚現場,共同分享ST MCU技術和市場最新進展。
中國區微控制器、數字IC 與射頻產品部(MDRF) 物聯網/人工智能技術創新中心及數字營銷副總裁ARNAUD JULIENNE朱利安表示,意法半導體“在中國,為中國”的戰略,以及ST對中國堅持的長期承諾, 這是ST對中國客戶的最堅定的承諾。首先,STM32不僅有創新的產品,好的生態和解決方案。同時ST為客戶保證有足夠的產能和供應鏈的韌性。無論是在什么地方發生什么事件,ST仍然能夠給客戶提供足夠的產能,以及提供足夠有韌性的供應鏈。
意法半導體和華虹合作是一個非常大的項目,雙方在兩三年前就已經開始合作了。這個合作的核心是無論在國內還是國外,意法半導體都會生產品質完全一致的STM32芯片,這個一致性包含芯片的規格、電氣特性參數、產品質量、可靠性以及相同的料號。而華虹半導體董事長唐均君先生也表示,將致力于為意法半導體生產品質完全一致的STM32的芯片。
STM32C051、C091和C092系列
中國區微控制器、數字IC 與射頻產品部(MDRF) 技術市場經理閆濤介紹,STM32C0系列是ST主流單片機里定位于入門級、性價比最高的產品。自2023年STM32C0發布第一個系列以來,目標是為了取代8位平臺中高端產品。相比于大家熟知的STM32G0系列,STM32C0將是這一傳奇的延續。STM32C0同樣采用90納米的工藝,Cortex M0+內核,主頻最高48MHz,算力44 DMIPS,CoreMark 測試114分,STM32C0和STM32G0 管腳兼容,使用相同的IP 和相同的工藝平臺,且具有長期供貨保證。
STM32C051配備最高64KB的閃存,適合對存儲空間要求更高而STM32C031 MCU又無法滿足的應用設計,最多48引腳的封裝具有更多的接口和用戶I/O通道。STM32C091和STM32C092的閃存容量擴展到256KB,采用最多64引腳的封裝。此外,STM32C092還增加了一個CAN FD接口,有了片上CAN FD接口,用戶可以削減 BOM物料清單成本,簡化工業通信和網絡設備的硬件設計,充分利用協議升級后的靈活性、速度和有效載荷能力。
STM32C0 MCU包含廣泛使用的接口,例如, USB 全速設備和USART,以及定時器和模擬/數字轉換器 (ADC)。為了完善注重成本的功能組合,這個經濟設計具有片上時鐘,電源輸入只有一個,可以節省更多的外部元件,例如,計時器、去耦電容,降低物料清單成本 (BOM)。節省外部元器件還可讓PCB電路板變得更小、更簡單。
STM32C0系列目前有多達12種封裝,包括小而薄的QFPN和BGA,SO8N和TSSOP20,還有大家最常用的LQFP。以及更薄更小的WLCSP12封裝,大小只有1.42×2.08毫米,小到可以包裹在線材里里,很受歡迎。
自2007年ST發布第一款F1系列開始,STM32 F103C8、F030C8、G030C8等都是暢銷產品。
STM32C051C8能夠代替以前的F103C8、F030C8、G030C8,相信C051系列也將接棒暢銷產品之列。
STM32 U超低功耗系列
中國區微控制器、數字IC 與射頻產品部(MDRF) 技術市場經理張明介紹,ST的低功耗產品線此前發布L系列包括L0、 L4、 L4+以及L5,后來增加U系列發布入門級 STM32U0和旗艦型STM32U5,STM32U3的加入將加強整個低功耗產品線的廣度和深度。
STM32U3系列MCU利用先進的節能工藝設計,通過有AI功能的工具優調設計,以及運行頻率高達 96MHz 的Arm? Cortex?-M33 內核,Coremark/毫瓦測試成績117分,在市場上處于先進水平,這幾乎是STM32U5系列的兩倍,STM32L4系列的五倍。將超低功耗性能提升到一個新高度。
STM32U3是第一顆使用近域值設計的MCU,近域值設計可以大大降低動態功耗,也就是MCU運行時的功耗。那么什么是近域值的設計?在傳統的電源電壓條件下,MCU內核的電壓基本上是1.2V到0.9V ,而STM32 U3的核心邏輯可以降低到0.65V,可以大幅降低動態功耗。經過實際測算,在工業應用中80%的能量消耗在運行模式下。活動追蹤設備的99%的能量也是消耗在運行狀態下,因此降低動態功耗可以大大降低系統功耗。
除此之外,STM32U3還提供自適應電壓調節AVS技術,由于每顆芯片在生產過程中都會有不一致性的問題,那么如何把芯片的電壓都調到最優,從而達到最佳的能耗,是一個非常重要的研究方向。“過去,在產品生產出來以后可能需要用API函數對每一個芯片進行校準,這種方法的工作效率非常低,而STM32U3采用了一個專利技術,在生產的過程中就對每一個芯片進行了校準,使它的閾值電壓達到了最優水平,對于客戶來說,這是一個無API參與的解決方案。這樣就可以大大的提高整個效率。”
STM32U3 系列不僅動態功耗低 (低至 10μA/MHz),靜態功耗也極低,僅為 1.6μA。STM32U3 內置最高1MB 的雙閃存和 256kB的SRAM。在數據安全方面,STM32U3 MCU 嵌入STM32U5 所有成功的安全保護功能,以及附加的密鑰庫功能。STM32U3 MCU 出廠前可以幫助客安裝密鑰,并采用耦合鏈式橋 (CCB) 技術保護密鑰,這是CCB技術在 STM32 MCU 系列中的首次使用。有兩條產品線可供選擇,提供帶硬件加密加速器或不帶硬件加密加速器的MCU。除了低功耗之外,新產品還集成了高效、高性能的外設接口,包括最新的I3C數字接口。MCU溫度等級分為工業級 (工作溫度-40°C 至 85°C) 和高溫工業級 (工作溫度-40°C 至 105°C)。
STM32U3的典型應用是工作功耗極低的產品設備,包括電水燃氣表、血糖儀、胰島素泵等醫療設備、動物健康護理監測器、森林火災探測器,以及恒溫器、煙火探測器等工業傳感器。STM32U3 MCU還用于智能手表、穿戴設備、耳機等消費產品。它可以使活動追蹤設備的電池使用壽命延長7倍,智能表計的電池使用壽命可以延長4倍。
STM32MP23系列
從STM32 MPU的整個路線圖來看,分為MP1和MP2兩大系列。去年發布的很有性價比的MP25集成雙核或單核1.5GHz Cortex-A35和一個400MHz M33的異構CPU,以及900MHz的GUO和1.35 TOPS的NPU。而目前最新發布的MP23系列較MP25成本更優。ST計劃在今年底推出成本進一步優化的MP21,此外,ST也在規劃性能更高的MP27。
中國區微控制器、數字IC 與射頻產品部(MDRF) 微處理器產品市場經理霍筍介紹,MP23系列作為2024年推出的STM32MP25系列的后續成本優化產品,內置兩個1.5GHz Arm Cortex-A35核和一個400MHz Cortex-M33 內核 (用于實時控制) 以及0.6 TOPS 的神經網絡加速器。此外,MP23還配備 3D 圖形處理器、H.264 解碼器、支持Raw數據格式的 MIPI CSI-2 攝像頭接口、支持時間敏感網絡 (TSN) 的雙千兆以太網端口,以及兩個CAN-FD 接口。
為了幫助用戶將AI無縫部署在STM32MP2上,ST提供完整的生態和資源支持。在模型訓練階段,原生支持常用模型例如TensorFlow、ONNX,其它模型比如Matlab、Pytorch可以很方便的轉換成ONNX。ST有豐富的AI模型庫,包含目標檢測、人體姿態識別、語義分割等,用戶可以直接參考使用這些開源的模型庫,然后通過腳本導入自己的數據集,就可以生成自己的模型在電腦端訓練。模型訓練好之后就可以用 ST提供Edge AI Core本地版和Edge AI Developer Cloud 云端版,幫助用戶將模型量化、轉換,然后就可以下載到到本地或云端開發板上進行基準測試。用戶可以方便的查看到當前模型所占用的CPU、GPU、NPU資源、推理速度等等。
STM32MP23系列可在智能工廠、智能城市和智能家居中完成各種感測、運算和數據處理功能。借助神經引擎帶來的人工智能和機器學習功能,STM32MP23系列可處理直觀的自適應的 HMI人機界面、視覺化人機交互和預測性維護。
STM32WBA6系列
STM32WBA6新系列微控制器的無線子系統支持藍牙、Zigbee、Thread、Matter等在2.4GHz頻段運行的網絡協議,并允許設備同時使用多種協議進行通信。這樣,智能家居網橋等網絡系統就可以通過藍牙與業主的手機App通信,同時還可以通過Zigbee等Mesh網絡管理照明或恒溫器。STM32WBA6 系列還有單協議產品,以滿足看重簡單和性價比的客戶需求。
STM32WBA5和STM32WBA6兩個系列都支持最新的歐盟無線電設備指令 (RED) 網絡安全規定,SESIP3認證目標將大大簡化客戶設備的合規手續。中國區微控制器、數字IC 與射頻產品部 (MDRF) STM32無線產品總監陳德勇介紹,今年8月RED將強制實現,具有無線能力的終端出口到歐盟,都必須通過該規范。同時2027年更為嚴格的法規CRA即Cyber Resilience Act將開始執行,屆時帶數據能力的終端都須取得該認證。
STM32WBA6 系列采用高能效的 Arm? Cortex?-M33內核,內置浮點單元和DSP擴展指令集,主頻最高100MHz。無線子系統改進了接收性能,接收靈敏度達到 -100dBm,在最大通信距離內實現更可靠的網絡連接。STM32WBA6新系列MCU具有更大的內存,片上閃存高達 2MB,RAM高達512KB,支持更復雜的應用程序。數字外設接口增加USB 高速接口,以及更多的數字接口,包括三個 SPI 端口、四個 I2C 端口、三個 USART 和一個 LPUART。可以支持高達86個GPIO,應該是業界內第一款能支持86個GPIO的無線產品。
STM32WBA6 系列支持同時運行多協議的無線通信功能,使其成為在其他協議上層運行的Matter協議的應用設計的理想選擇。ST不只提供無線終端節點主控芯片,包含用作Matter主控的MPU,還提供用作節點端網橋的H7或者未來的U3,另外NFC的應用也會提升,所以說ST可以全面支持整體Matter生態。
STM32WBA6系列可應用于智能家居、智能醫療等眾多場景。例如智能鎖市場,其功能性、靈活性、安全性、互動性等需求顯著提升,又如智能醫療領域的連續血糖監測儀CGM,在美國CGM已經從醫療設備轉變成可以在柜臺銷售的設備。這一產品則要更高性能、更大存儲空間的無線芯片滿足所需。
靈活的供應鏈以及MCU+AI
早在幾年前,ST就開始前瞻性地部署供應鏈,尤其是圍繞“在中國為中國戰略”,于是我們看到了ST與三安、ST與華虹的積極合作項目的落地。朱利安表示,靈活的供應鏈可以保證滿足客戶在國內外的需求。例如客戶需要在中國區制造的產品,ST就提供中國供應鏈,當產品需要銷往國外,ST也可以提供國外供應鏈。同時ST在法國、中國、韓國等不同國家的產能都能夠用于靈活調配。
AI在MCU應用中扮演越來越重要的角色,我們也看到ST的MCU產品開始搭載AI加速器。中國區微控制器、數字IC 與射頻產品部 (MDRF) 微控制器應用與產品高級經理吳剛談到,
單靠CPU算力的提升已經無法滿足客戶對性能和功耗的要求,越來越多的是采用CPU+外部協處理器,例如CPU+NPU這種異構方式。除算力外,AI模型處理還伴隨很大的數據量,這對于存儲器容量也提出更高的要求。那么在存儲容量和應用需求之間找到平衡將變得尤為重要。另外,AI模型對算力要求越高,功耗也會更高。因此在性能與功耗之間取得平衡也是重中之重。
例如STM32N6可以提供600個GOPS算力的NPU,配合高性能CPU,可以實現機器視覺應用等提升機器人的性能。 ST的芯片已經用于一些消費類機器人,例如陪伴機器人、口袋機器人等將是率先落地的應用場景。此外,可穿戴、集成AI的智能家居等也是非常有潛力的應用方向。吳剛還表示,ST與競爭對手很大的差異在于ST能為客戶提供很好的開發支持服務,與客戶一起挑選合適的AI模型,選擇合適的STM32平臺,提供給客戶一個近乎于交鑰匙的解決方案。
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