數(shù)字化智能化的進(jìn)程并不會(huì)因?yàn)榻?jīng)濟(jì)或其他因素的影響而改變，未來(lái)更多的智能算法和智能化將會(huì)運(yùn)行在設(shè)備端而不是云端。這對(duì)于設(shè)備端的MCU提出了更高的要求——要有更高的信息安全等級(jí)、更高的性能支持AI算法、更好的功耗表現(xiàn)和必不可少的無(wú)線連接能力。這種趨勢(shì)給予了像ST這樣的通用MCU廠商極好的業(yè)務(wù)增長(zhǎng)前景。意法半導(dǎo)體數(shù)字營(yíng)銷(xiāo)副總裁朱利安表示，數(shù)字化將會(huì)繼續(xù)推動(dòng)32位MCU實(shí)現(xiàn)4倍的增長(zhǎng)。

為迎合數(shù)字化智能化的端側(cè)應(yīng)用發(fā)展方向，近日ST重磅發(fā)布了多個(gè)STM32新產(chǎn)品系列，完成了在通用MCU領(lǐng)域的新一輪布局。

STM32C0：比8位/16位MCU更具性?xún)r(jià)比的入門(mén)級(jí)32位MCU

在近年來(lái)隨著市場(chǎng)上32位MCU的價(jià)格下降，替代8位/16位MCU的話題經(jīng)常被提及，但在一些成本敏感的應(yīng)用中，更低價(jià)格的8位/16位MCU仍保持著不可撼動(dòng)的位置。據(jù)行業(yè)調(diào)研數(shù)據(jù)，8 位 MCU 整個(gè)市場(chǎng)占比在 25%左右。然而隨著STM32C0的發(fā)布，這一變局已經(jīng)到來(lái)。據(jù)意法半導(dǎo)體MDG中國(guó)區(qū)總監(jiān)曹錦東分享，過(guò)去客戶(hù)選擇的STM8可能只有三四毛錢(qián)一顆，而新推出的STM32C0可以讓客戶(hù)在價(jià)格層面上實(shí)現(xiàn)無(wú)縫切換。也就是說(shuō)同樣的價(jià)格，用戶(hù)現(xiàn)在可以選擇性能、靈活性和供貨保證更好的STM32C0的產(chǎn)品。

據(jù)官方介紹，STM32C0采用了Arm Cortex-M0+內(nèi)核，主頻可達(dá)到48MHz，性能方面達(dá)到了44DMIPS，CoreMark評(píng)分達(dá)到了114分；相比STM8S是達(dá)到了10倍的性能提升。在功耗表現(xiàn)方面，STM32C0提供了四種不同的工作模式，靠一些簡(jiǎn)單的I/O口和電路就可以實(shí)現(xiàn)喚醒，在Shutdown模式下的功耗僅為20nA。在資源方面，STM32C0可提供32K的Flash，RAM方面目前有6K和12K兩個(gè)選擇；與之對(duì)比的是，STM8的RAM僅為1～2K。此外，STM32C0內(nèi)部集成了1%精度晶振，因此在系統(tǒng)設(shè)計(jì)角度可以幫助減少外圍電路，僅需一路外部電源即可。在封裝方面，STM32C011系列提供8-pin和12-pin到20-pin三種，與STM32G0的引腳封裝是一致的，因此也方便了客戶(hù)后續(xù)對(duì)于設(shè)計(jì)進(jìn)行MCU升級(jí)。

STM32H5：最高性能CM33內(nèi)核MCU，提供可拓展安全配置

通用 MCU 里工業(yè)控制的 MCU 占比達(dá)到了52%，未來(lái)這個(gè)比例將增長(zhǎng)到 65%，所以工業(yè)需求對(duì) STM32 來(lái)說(shuō)將越來(lái)越強(qiáng)勁。STM32H5就是ST最新推出的符合工業(yè)應(yīng)用的高性能高安全性高可靠性的全新系列。從產(chǎn)品家族圖譜中不難看出，這個(gè)系列可以理解成是STM32F4的升級(jí)替代版，因?yàn)檫x擇了新一代的Arm Cortex-M33內(nèi)核，因此本身在信息安全性上就有了很好的基礎(chǔ)。STM32F401和 STM32F410 的客戶(hù)可以升級(jí)到 STM32H503，從而性能提升且保持高性?xún)r(jià)比；STM32F427 或STM32F407的客戶(hù)需要更多的性能就可以選擇STM32H563和573等。

“高性能”是STM32H5的第一個(gè)關(guān)鍵詞，這是目前采用CM33內(nèi)核的最高性能的通用MCU產(chǎn)品。主頻達(dá)到了250MHz，CoreMark跑分達(dá)到了1023，相比 STM32F4 (Cortex-M4@180MHz)性能提升了20%左右。此外，STM32H5內(nèi)部集成了更高功能的ART Accelerattor，對(duì)內(nèi)外部存儲(chǔ)都能發(fā)揮效果；還額外增加了兩個(gè)數(shù)學(xué)加速器FMAC和Cordic。Cordic可以加快環(huán)路計(jì)算，F(xiàn)MAC做濾波算法可以釋放CPU資源。在保證高性能的同時(shí)，STM32H5也保證了較低的功耗水平；在250MHz的高速運(yùn)行時(shí)，能夠做到66μA/MHz。

“信息安全性”是STM32H5的另一個(gè)關(guān)鍵詞。一方面，STM32H5達(dá)到了業(yè)界認(rèn)證的最高安全標(biāo)準(zhǔn)——SESIP L3 和 PSA Level3；另一方面，ST讓這種高安全的配置變得非常簡(jiǎn)單，且為客戶(hù)提供了更多靈活性。據(jù)意法半導(dǎo)體MDG中國(guó)區(qū)通用微控制器事業(yè)部技術(shù)市場(chǎng)高級(jí)經(jīng)理何荻凡介紹，STM32H5提供了三層安全設(shè)計(jì)：第一層是安全的外設(shè)，例如安全存儲(chǔ)、HUK和AES等；第二層是安全啟動(dòng)相關(guān)的軟件boot ROM，客戶(hù)可以直接調(diào)用無(wú)需額外開(kāi)發(fā)；第三層是將安全存儲(chǔ)、加解密服務(wù)和認(rèn)證服務(wù)都集成在一起的Secure Manager（安全管理器），這是一個(gè)完整的安全解決方案，大部分安全功能都已經(jīng)完成，客戶(hù)可以直接使用。通過(guò)STM32H5上三層安全的設(shè)計(jì)，幫助開(kāi)發(fā)者減少了使用Arm TrustZone和寫(xiě)信息安全代碼的復(fù)雜度。在與云端的安全雙向認(rèn)證的過(guò)程中，Secure Manager也可以讓其變得更為簡(jiǎn)單。

STM32WBA：超低功耗、高安全、BLE5.3

STM32WBA是其無(wú)線MCU產(chǎn)品家族的新成員，主要針對(duì)超低功耗的短距離無(wú)線傳輸場(chǎng)景，支持 802.15.4 的 Ble5.3、Zigbee、Thread 以及基于 Thread 的 matter 產(chǎn)品。

STM32WB是ST第一款支持2.4G的雙核無(wú)線MCU，一個(gè)M0的內(nèi)核運(yùn)行無(wú)線協(xié)議，一個(gè)M4的內(nèi)核用于運(yùn)行應(yīng)用程序。而新的STM32WBA首先最明顯的升級(jí)就在于內(nèi)核上，主核升級(jí)到了一顆Cortex-M33，運(yùn)行在100MHz，支持更好的信息安全功能和性能的提升。安全上達(dá)到了SESIP Level3和 PSA Level3，性能上CoreMark跑分達(dá)到了407分。Flash 資源上可以支持最高到 1MB 閃存和 128KB SRAM。更高的性能意味著可以在STM32WBA上可以跑更豐富的程序，例如一些指紋識(shí)別、異常檢測(cè)等復(fù)雜算法也可以支持。

作為一款無(wú)線MCU，STM32WBA內(nèi)部集成了巴倫和天線匹配電路，因此可以幫助客戶(hù)減少系統(tǒng)設(shè)計(jì)復(fù)雜度、減少成本和體積。STM32WBA內(nèi)部集成巴倫的最大輸出功率可以達(dá)到10dBm，這保證了在信號(hào)不穩(wěn)定的情況下無(wú)線鏈路的鏈接可靠性。同時(shí)ST還在CubeMX中提供了一個(gè)CubeMonRF的功能，方便開(kāi)發(fā)者檢測(cè)無(wú)線鏈接質(zhì)量。據(jù)意法半導(dǎo)體MDG中國(guó)區(qū)通用微控制器事業(yè)部無(wú)線產(chǎn)品市場(chǎng)經(jīng)理于引介紹，相比STM32WB，新產(chǎn)品進(jìn)行了增強(qiáng)，最多可以支持 20 個(gè)連接設(shè)備；適用于藍(lán)牙點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、以及Mesh組網(wǎng)兩種應(yīng)用。

功耗方面，STM32WBA與之前推出的STM32U5類(lèi)似，提供了更多的低功耗模式，包括 STOP0、STOP1 和待機(jī)模式等。這種更優(yōu)化細(xì)分的功耗等級(jí)設(shè)計(jì)，即降低了功耗，同時(shí)也讓喚醒的時(shí)間變得更短。

STM32MP13：工業(yè)級(jí)、高性?xún)r(jià)比MPU

除了一系列的MCU產(chǎn)品發(fā)布外，此次ST還帶來(lái)了最新的MPU產(chǎn)品系列——STM32MP13。MP13主打的是工業(yè)級(jí)和高性?xún)r(jià)比。首先看性能方面，STM32MP13的CPU內(nèi)核采用了Cortex-A7，主頻最高可達(dá)1GHz，屬于業(yè)界同類(lèi)產(chǎn)品最高；STM32MP13支持的DRAM的時(shí)鐘為533M，同樣也是業(yè)界最高。在待機(jī)功耗方面，相比市場(chǎng)同類(lèi)產(chǎn)品，可以降低94%；成本方面可以降低25%。

作為工業(yè)級(jí)的MPU，STM32MP13的溫度等級(jí)為-40～125攝氏度。對(duì)于工業(yè)上尤為關(guān)鍵的實(shí)時(shí)性，ST也是下足了功夫。據(jù)悉MP1全部支持統(tǒng)一平臺(tái)化的Linux軟件OpenSTLinux，而且提供了一個(gè)實(shí)時(shí)功能拓展包——X-LINUX-RT，支持像PLC、運(yùn)動(dòng)控制等對(duì)于實(shí)時(shí)性要求極高的場(chǎng)景。從下圖的對(duì)比中可以看出，采用了Linux-RT功能的系統(tǒng)最大延遲可以減少50%。

除了X-LINUX-RT外，STM32MP13還在實(shí)時(shí)性上更進(jìn)一步，支持Bare metal 裸機(jī)開(kāi)發(fā)和 RTOS 的開(kāi)發(fā)。這對(duì)于從MCU開(kāi)發(fā)進(jìn)階到MPU的用戶(hù)而言，極為友好；能夠讓其在獲得MPU高性能體驗(yàn)的同時(shí)，仍獲得和MCU一樣的開(kāi)發(fā)體驗(yàn)，讓MCU的開(kāi)發(fā)者也可以在MPU上快速實(shí)現(xiàn)一些有硬實(shí)時(shí)需求的項(xiàng)目開(kāi)發(fā)。

功耗方面，在CPU全速運(yùn)行（1GHz）時(shí)MP13的功耗僅為314mW；在CPU運(yùn)行在650MHz時(shí)的功耗地址222mW；而在STOP模式下最低可以達(dá)到11mW。內(nèi)部資源方面，STM32MP13支持168K 的 SRAM 和備用 RAM，此外還有 3kb 的 OTP。芯片上還集成了模擬功能，包括兩個(gè) 12 位精度的 ADC 單元，37 個(gè)采樣通道，可以達(dá)到 5Msps 的采樣率。安全性方面，STM32MP13通過(guò)了 SESIP Level3 認(rèn)證、支付行業(yè)的 PCI PTS 6.0 的認(rèn)證， 以及 ARM 的 psacertified 的認(rèn)證；可以提供完整的安全生態(tài)系統(tǒng)支持，包括基于 OP-TEE 的可信執(zhí)行、用于 Cortex-A 的可信固件 TF-A、安全密鑰設(shè)置和第三方合作伙伴安全解決方案等。

據(jù)意法半導(dǎo)體MDG中國(guó)區(qū)通用微控制器事業(yè)部微處理器產(chǎn)品市場(chǎng)經(jīng)理霍筍介紹，此次最新發(fā)布的STM32MP13包括36個(gè)新產(chǎn)品型號(hào)，加上之前的MP15系列的48個(gè)型號(hào)，全部都處在量產(chǎn)階段。從MP131、MP133到MP135，所有的型號(hào)都有同樣的封裝形式，支持開(kāi)發(fā)者在不同項(xiàng)目中靈活地進(jìn)行更換。

左起至右依次為意法半導(dǎo)體高層領(lǐng)導(dǎo)：曹錦東、霍筍、朱利安、于引、何荻凡

結(jié)語(yǔ)

ST計(jì)劃在未來(lái)達(dá)到200億美元的營(yíng)收目標(biāo)，其中微控制器和數(shù)字產(chǎn)品會(huì)重點(diǎn)聚焦在更加安全、互聯(lián)和智能的方向，包括數(shù)字深化帶來(lái)的邊緣AI應(yīng)用泛化，將會(huì)繼續(xù)推升MCU市場(chǎng)上漲。而STM32此次一系列新產(chǎn)品系列的發(fā)布，正是踏中了這一波新的機(jī)遇。

朱利安表示，2021年STM32已經(jīng)成為全球通用MCU的第一名，而且長(zhǎng)期以來(lái)ST一直堅(jiān)持內(nèi)部有機(jī)增長(zhǎng)，排名上升并非來(lái)自于大型合并案。今天不僅發(fā)布了很多的新STM32系列產(chǎn)品，而且也會(huì)持續(xù)增加對(duì)產(chǎn)能的投資，預(yù)計(jì)2023年將投入40億美元進(jìn)行產(chǎn)能擴(kuò)充，其中很大部分將用于支撐 STM32 在 90 納米和 40 納米的產(chǎn)能擴(kuò)充。