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STMicroelectronics
2019/05/29

意法半導體發佈STM32G4微控制器,提高下一代數位電源應用的性能、能效和安全性

ST新聞稿5月29日——意法半導體發佈STM32G4微控制器,提高下一代數位電源應用的性能、能效和安全性  
  • 新數學加速器提高運算速度,節省電能
  • 先進類比外設允許設備整合更多的感測器和用戶功能
  • 更強的保護功能,提升資料安全性

新一代智慧電子產品呈現出一些新的應用趨勢:例如增加更多的感測器驅動功能,採用碳化矽、氮化鎵等能效更高的功率技術來節省電能等。針對這些趨勢,橫跨多重電子應用領域的全球領先的半導體供應商意法半導體(STMicroelectronics,簡稱ST;紐約證券交易所代碼:STM)推出了下一代微控制器。

針對先進的數位電源應用以及消費電子和工業設備, STM32G4*新系列微控制器引入兩個新的硬體數學加速器來提高應用的處理速度,利用Cordic演算法和濾波函數等各種技術來提升性能和能效。數學加速器專門用於加快計算速度,例如,家電或空調的節能電機控制演算法中的三角方法計算,以及訊號調諧或數位電源控制演算法中的濾波演算法,運算速度比通用主處理器更快,效率更高。此外,這種減負方法還可以讓內核釋放更多的資源,用於接收更多的傳感資料和控制其它使用者功能。

STM32G4還有其它新功能,例如,高解析度電源轉換計時器內置各種功能,能夠釋放CPU資源並簡化開發過程;類比外設和轉換器的性能顯著提升;高速連接技術使外部事件回應速度更快;支援最新的Power Delivery USB-C介面,最大輸出功率100W,能夠為設備快速或方便地充電。

意法半導體微控制器事業部總經理Ricardo De-Sa-Earp表示:「利用STM32G4系列的創新技術,尖端消費電子和工業設備可以用更少的資源,辦更多的事情。整合豐富的增強型外設介面和行業標準Arm®內核的STM32F3系列發佈時在微控制器市場上已是前所未有。
如今,我們最新的微控制器STM32G4延續STM32F3的基因,進一步擴大了應用範圍,並可以簡化設計,降低功耗,同時提高性能。」

具有更快的計算速度,更高的精度,更高的功能整合度,STM32G4 MCU支援設備提高功能性和能效,目標應用包括智慧生活、智慧工廠和智慧能源,例如,電動自行車等電動交通工具、數位電源、先進電機控制、照明、大樓自動化等。

此外,可擴展的安全儲存區域用於存放金鑰等敏感資訊;保護韌體安全即時升級;程式設計後調試訪問禁用功能可以降低威脅隱患;其它安全機制包括最先進的AES-256加密引擎、唯一設備ID碼和硬體亂數產生器(TRNG)。這些安全功能使開發人員能夠應對最新的網路安全挑戰。

意法半導體將該系列計畫的152款產品分為三大產品線,目前已有100多款產品在售:包括32接腳封裝的入門級產品線,高性能產品線,以及多達107個快速輸入/輸出接腳的高解析度產品線。STM32G431K6U6採用32引腳QFN32封裝,片上快閃記憶體容量32KB。
 
更多技術資訊:
MCU架構
STM32G4系列基於ST現有的高性能和高能效創新技術,例如,ART Accelerator™和CCM-SRAM Routine Booster分別提升了記憶體-快取記憶體的動態和靜態訪存性能,確保應用整體性能和即時性能俱佳,同時功耗在能效預算範圍內。

ST的新硬體數學加速器再次提升晶片的運算性能,引入Filter-Math Accelerator(FMAC)濾波演算法加速器和CORDIC專用引擎。新硬體加速器可以加快一些演算法的運算速度,例如,電機控制應用中的旋轉和向量三角法,以及一般的對數、雙曲線和指數函數、訊號調理IIR / FIR濾波演算法或數位電源3p / 3z控制器,以及卷積和相關函數等向量函數。STM32G4系列基於一顆170MHz的Arm®Cortex®-M4高速內核,具有浮點單元和DSP擴展指令集支援功能,性能測試取得213DMIPS和550 CoreMark®[1]的優異成績。

從先進的工藝技術和系統架構功能,到先進的外設睡眠/喚醒管理功能,節能創新技術無處不在。 其它重要的新功能包括:
  • 一個高解析度計時器,有12個獨立通道,每個通道解析度為184ps,有溫漂和電壓漂移自補償功能
     
  • 多達25個先進模擬外設:
    - 多達5個400萬次/秒12位模數轉換器(ADC),有硬體過採樣功能,可實現16位解析度
    - 多達6個高速、高增益頻寬運算放大器,內部1%增益設定
    - 多達7個1500萬次/秒12位數模轉換器(DAC)
    - 多達7個比較器,傳播延遲為16.7ns
     
  • CAN-FD工業通訊技術,有效載荷位元速率是標準CAN的8倍
     
  • 運行模式功耗低於165μA/ MHz,延長電池續航時間
     
  • 容量更大的片上RAM,高達128KB,有同位功能
     
  • 快閃記憶體容量高達512KB,有錯誤校驗功能(ECC)
     
  • 增加DMA和外部中斷的靈活可變性
     
  • 為優化數位或類比功能,分為三大產品系列:基本系列、增強系列和高解析度系列
     
因此,新G4系列完善了現有的STM32F3系列。G4的性能是F3的三倍,最高工作溫度達到125°C,雙區記憶體支援即時韌體升級,增加LQFP80和LQFP128等新封裝。STM32G4穩健性很強,抗電氣干擾,特別是快速瞬態脈衝(FTB)耐受能力最高達到5級,這意味著G4實際上可耐受設備上出現的4kV以上的瞬變電壓(IEC 61000-4-4)。
 
擴展生態系統
為了輔助應用開發,STM32開發生態系統新增了高性價比的支援STM32G4 MCU的Nucleo開發板(NUCLEO-G474RE NUCLEO-G431RB)和功能齊全的評估板(STM32G474E-EVAL 和板載加密加速器的STM32G484E-EVAL),以及STM32CubeG4套裝軟體。此外還有一套Nucleo電機控制專用開發板(P-NUCLEO-IHM03)和軟體發展套件(X-CUBE-MCSDK v5.4)。線上電機控制工具ST-MC-SUITE説明使用者流覽生態系統,發現和組織專案開發所需資源。

新G4探索套件將於2019年第三季度上市,該套件將充分發揮STM32 G4系列的數位電源和電機控制的技術優勢。

[1] CoreMark: EEMBC嵌入式CPU內核行業標準基準測試。

 
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