STM32 L4 微控制器詮釋性能與功耗的完美組合

在上個月初意法半導(dǎo)體(ST)公布的截至2015年3月29日的第一季度財報上，ST宣布 2015年第一季度凈收入總計17.1億美元，毛利率為33.2%，每股凈虧損0.03美元。

雖然季節(jié)性需求疲軟影響了傳感器、功率及汽車產(chǎn)品的收入業(yè)績，但是意法半導(dǎo)體公司總裁兼首席執(zhí)行官Carlo Bozotti表示：”在這一季度，我們看到公司產(chǎn)品正在被用于設(shè)計物聯(lián)網(wǎng)以及最新的旗艦級智能手機(jī)和穿戴式產(chǎn)品，我們的AMOLED驅(qū)動器、觸控器、壓力傳感器、6軸運動MEMS傳感器、高性能麥克風(fēng)以及STM32微控制器擴(kuò)大產(chǎn)量，或被國際知名品牌用于設(shè)計令人期待的新產(chǎn)品。”

深耕物聯(lián)網(wǎng)與可穿戴市場

從財報中，我們不難看出，意法半導(dǎo)體作為消費電子和手機(jī)市場領(lǐng)先的半導(dǎo)體廠商之一，已將這一優(yōu)勢成功地擴(kuò)大到物聯(lián)網(wǎng)和可穿戴設(shè)備市場，借助這一巨大成功和強(qiáng)大且廣泛的技術(shù)產(chǎn)品組合，在其它重要技術(shù)領(lǐng)域取得領(lǐng)先地位。

國際數(shù)據(jù)公司(IDC, International Data Corporation)預(yù)測，亞太區(qū)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)將保持強(qiáng)勁增長，該區(qū)域的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品數(shù)量將從2015年的31億增長到2020年的86億。同期，亞太區(qū) (不含日本)物聯(lián)網(wǎng)市場規(guī)模將從2,500億美元增至5,830億美元。

過去一年來，整個亞太地區(qū)，特別是中國大陸啟動了很多相關(guān)的大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)推廣行動，拉動了對相關(guān)解決方案的市場需求，使物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)日漸成熟。

左：曹錦東 意法半導(dǎo)體中國區(qū)微控制器市場部高級經(jīng)理

右: JEAN-JULIEN PEGOUD 意法半導(dǎo)體微控制器、存儲器及安全微控制器事業(yè)群微控制器產(chǎn)品部產(chǎn)品線市場經(jīng)理

為了進(jìn)一步推動意法半導(dǎo)體在物聯(lián)網(wǎng)市場的影響力，擴(kuò)展產(chǎn)品市場，2015年5月19日意法半導(dǎo)體整合其超低功耗微控制器技術(shù)與在ARM Cortex-M4內(nèi)核領(lǐng)域積累的多年豐富經(jīng)驗，成功創(chuàng)造出適用于下一代節(jié)能型消費電子產(chǎn)品、工業(yè)、醫(yī)學(xué)和計量產(chǎn)品的STM32L4系列微控制器。

此次推出的兩款新系列產(chǎn)品STM32L476和 STM32L486采用意法半導(dǎo)體自適應(yīng)實時加速器(ART Accelerator, Adaptive Real-Time Accelerator)，使微控制器能夠在無等待狀態(tài)下執(zhí)行閃存內(nèi)的代碼，處理性能高達(dá)100 DMIPS，而功耗僅為100µA/MHz。

性能與功耗的完美組合

意法半導(dǎo)體微控制器產(chǎn)品部產(chǎn)品線市場經(jīng)理 Jean Julien Pegoud先生表示，從2007年6月份在北京發(fā)布STM32F1產(chǎn)品線至今，ST共有低功耗、主流產(chǎn)品線到高性能產(chǎn)品線等八大產(chǎn)品線。經(jīng)過多年的發(fā)展，時至今日，ST已經(jīng)形成了從低功耗到低成本，從高性能到更高性能的全面產(chǎn)品線覆蓋。

而作為主攻物聯(lián)網(wǎng)和可穿戴市場的STM32L4產(chǎn)品系列，其產(chǎn)品定位旨在為客戶提供高性能且低功耗的性能組合，STM32L4有多種低功耗模式，讓用戶有更多的低功耗模式選擇以滿足他特定的應(yīng)用需求。“有些時候客戶會追求產(chǎn)品的高性能，而有時候則追求最低的功耗，為了適應(yīng)同一客戶在不同情況下的需求，STM32L4做到了最好的產(chǎn)品組合。” Jean Julien Pegoud先生如是說。

從集成度來講，STM32L4有集成更多的外設(shè)和存儲器，其中數(shù)字外設(shè)包括一個帶有專用電源的USB全速(OTG, On-The-Go)控制器，即使系統(tǒng)電源只有1.8V，客戶仍可通過USB保持通信。另一個數(shù)字外設(shè)是Sigma-Delta調(diào)制器數(shù)字濾波器，可用于連接外部Sigma-Delta調(diào)制器或脈寬密度調(diào)制麥克風(fēng)。

模擬外設(shè)包括三個12位/5MSps的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，內(nèi)部智能操作功能可支持兩種不同的采樣速率：低速采樣功耗僅為數(shù)十微安(μA)，能夠限制最大電流;高速采樣可使處理器快速返回超低功耗模式。這些模數(shù)轉(zhuǎn)換器提供最高16位的分辨率和硬件過采樣功能。

性能方面，在嵌入式微處理器基準(zhǔn)評測協(xié)會(EEMBC, Embedded Microprocessor Benchmark Consortium)發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn)化ULPBench超低功耗微控制器能效對比評測中，STM32L4系列微控制器獲得150.7分的好成績。意法半導(dǎo)體微控制器產(chǎn)品部總經(jīng)理Michel Buffa表示：“STM32L4獲得123分ULPBench測試成績是今天業(yè)內(nèi)最好的測試成績，這說明現(xiàn)在的設(shè)計人員無需以犧牲功耗為代價，便可以得到更高的性能和更大的存儲容量。”

STM32L4

如何滿足市場應(yīng)用需求

在談到STM32L4產(chǎn)品線如何滿足市場應(yīng)用需求時，意法半導(dǎo)體中國區(qū)微控制器市場部高級經(jīng)理曹錦東表示：“STM32L4產(chǎn)品系列的接口可以直接接入數(shù)字麥克風(fēng)，這樣可以省去外部的電路，對于數(shù)據(jù)麥克風(fēng)的信號可以直接進(jìn)行處理。另一方面，ST有特別設(shè)計一個模式BAM

——CPU將沒用進(jìn)行利用的傳感器采集數(shù)據(jù)打包整合在一起，使用特定的方式進(jìn)行批量上傳，這樣既能夠提高數(shù)據(jù)的應(yīng)用效率也能夠節(jié)省資源。STM32L4產(chǎn)品線就具有這一功能。”

此外，STM32L486還集成了一個符合高級數(shù)據(jù)加密標(biāo)準(zhǔn)(AES, Advanced Encryption Standard)的256位硬件加密協(xié)處理器，結(jié)合STM32L4的其它功能，例如獨立電池備用域及防篡改輸入功能，該加密處理器為智能電表等安全型應(yīng)用提供一個強(qiáng)大的產(chǎn)品平臺。所以STM32L4產(chǎn)品線系列除了物聯(lián)網(wǎng)和可穿戴設(shè)備，還可以應(yīng)用于工業(yè)，智能電表等諸多領(lǐng)域。

Jean Julien Pegoud先生認(rèn)為，在未來的發(fā)展規(guī)劃中，除了物聯(lián)網(wǎng)市場，另外一個不可忽略的市場是傳統(tǒng)工業(yè)控制領(lǐng)域，因為在即將到來的工業(yè)4.0中會有傳感器，而傳感器數(shù)據(jù)處理和傳感器數(shù)據(jù)上傳，都需要運用到STM32L4產(chǎn)品系列。

舉個例子來說，當(dāng)傳感器在室外的工作溫度達(dá)到125度的情況下，同時需要實現(xiàn)低功耗，支持CAN總線傳輸時，目前市場上的大多數(shù)產(chǎn)品都很難同時滿足這幾點要求，而又保持高性能。在產(chǎn)品的測試中，STM32L4產(chǎn)品的表現(xiàn)則能夠很好的實現(xiàn)這一要求。

ST作為芯片供應(yīng)商、制造商、生產(chǎn)商，今后將藉由對市場的了解，以ST的技術(shù)和研發(fā)能力在MCU方面做更多的設(shè)計規(guī)劃。同時，ST依然在對未來做進(jìn)一步探索和展望，以ST對于未來的理解覆蓋更多的產(chǎn)品和市場。

物聯(lián)網(wǎng)(Internet of Things)的蓬勃發(fā)展為世界各國帶來新的契機(jī)，相關(guān)應(yīng)用可幫助解決重大社會問題，并大幅提升人們的生活品質(zhì)，將為基礎(chǔ)設(shè)施、工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、安全應(yīng)用、甚至商業(yè)模式帶來巨大的改變及影響，為物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)系統(tǒng)的每位參與者創(chuàng)造機(jī)會。

意法半導(dǎo)體將探討驅(qū)動物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的主要動力、面臨的挑戰(zhàn)及其帶來的重要意義和影響，并分享半導(dǎo)體技術(shù)在從穿戴式裝置到智慧城市等智慧生活應(yīng)用領(lǐng)域的成功經(jīng)驗。

“希望這顆MCU出來對ST的生態(tài)系統(tǒng)和用戶有更有益的補(bǔ)充。” Jean Julien Pegoud先生如是說。

據(jù)悉，STM32L4系列產(chǎn)品預(yù)計于2015年第二季正式量產(chǎn)，供貨時間預(yù)計為 10 年。