意法半導(dǎo)體全球放飛蝴蝶

32位系列Cortex-M3內(nèi)核微控制器重塑MCU市場(chǎng)

    蝴蝶是意法半導(dǎo)體（ST）今日推出的STM32 MCU系列的小logo，它代表了自由飛翔，讓工程師在設(shè)計(jì)中有更大的自由度。作為此次全球發(fā)布的第一站，ST微控制器產(chǎn)品部總經(jīng)理Jim Nicholas親自飛赴北京和中國(guó)應(yīng)用部高級(jí)經(jīng)理梁平一起對(duì)外發(fā)布了這一產(chǎn)品。這款新的32位微控制器系列產(chǎn)品，所用微處理器是ARM公司為要求高性能(1.25 Dhrystone MIPS/MHz)、低成本、低功耗的嵌入式應(yīng)用專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的ARM® Cortex™-M3內(nèi)核。STM32系列產(chǎn)品得益于Cortex-M3在架構(gòu)上進(jìn)行的多項(xiàng)改進(jìn)，包括提升性能的同時(shí)又提高了代碼密度的Thumb-2指令集和大幅度提高中斷響應(yīng)的緊耦合嵌套向量中斷控制器，所有新功能都同時(shí)具有業(yè)界最優(yōu)的功耗水平。ST是Cortex-M3內(nèi)核開(kāi)發(fā)項(xiàng)目的一個(gè)主要合作方，現(xiàn)在是第一個(gè)推出基于這個(gè)內(nèi)核的領(lǐng)先微控制器廠(chǎng)商。

    以實(shí)現(xiàn)出色的性能和能效為設(shè)計(jì)目標(biāo)，同時(shí)保留開(kāi)放工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的ARM架構(gòu)和開(kāi)發(fā)環(huán)境的優(yōu)點(diǎn)，STM32系列產(chǎn)品按性能又分成兩個(gè)不同的系列：STM32F103“增強(qiáng)型”系列和STM32F101“基本型”系列。增強(qiáng)型系列時(shí)鐘頻率達(dá)到72MHz，是同類(lèi)產(chǎn)品中性能最高的產(chǎn)品；基本型時(shí)鐘頻率為36MHz，以16位產(chǎn)品的價(jià)格得到比16位產(chǎn)品大幅提升的性能，是16位產(chǎn)品用戶(hù)的最佳選擇。兩個(gè)系列都內(nèi)置32K到128K的閃存，不同的是SRAM的最大容量和外設(shè)接口的組合。時(shí)鐘頻率72MHz時(shí)，從閃存執(zhí)行代碼，STM32功耗僅36mA，是32位市場(chǎng)上功耗最低的產(chǎn)品，相當(dāng)于0.5mA/MHz。 

    Cortex-M3內(nèi)核主打存儲(chǔ)器和處理器的尺寸對(duì)產(chǎn)品成本影響極大的各種應(yīng)用市場(chǎng)，是針對(duì)這些市場(chǎng)的低成本需求，專(zhuān)門(mén)開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的微處理器內(nèi)核。Cortex-M3內(nèi)核增強(qiáng)了芯片上集成的各種功能，包括把中斷之間延遲降到6個(gè)CPU周期的嵌套向量中斷控制器、允許在每一個(gè)寫(xiě)操作中修改單個(gè)數(shù)據(jù)位的獨(dú)立位操作、分支指令預(yù)測(cè)、單周期乘法、硬件除法和高效的Thumb 2指令集，這些改良技術(shù)使Cortex-M3內(nèi)核具有優(yōu)異的性能、代碼密度、實(shí)時(shí)性和低功耗。

    STM32采用2.0到3.6V電源，當(dāng)復(fù)位電路工作時(shí)，在待機(jī)模式下最低功耗2µA，因此最適合電池供電的應(yīng)用設(shè)備。其它省電功能包括一個(gè)集成的實(shí)時(shí)時(shí)鐘、一個(gè)專(zhuān)用的32kHz振蕩器和四種功率模式，其中實(shí)時(shí)時(shí)鐘含有一個(gè)電池操作專(zhuān)用引腳。

    在性能方面，STM32系列的處理速度比同級(jí)別的基于A(yíng)RM7TDMI的產(chǎn)品快30%，換句話(huà)說(shuō)，如果處理性能相同，STM32產(chǎn)品功耗比同級(jí)別產(chǎn)品低75%。同樣地，使用新內(nèi)核的Thumb 2指令集，設(shè)計(jì)人員可以把代碼容量降低45%，幾乎把應(yīng)用軟件所需內(nèi)存容量降低了一半。此外，根據(jù)Dhrystones和其它性能測(cè)試結(jié)果，STM32的性能比最好的16位架構(gòu)至少高出一倍。 

    新產(chǎn)品提供多達(dá)128KB的嵌入式閃存、20KB的RAM和豐富的外設(shè)接口，包括兩個(gè)12位模數(shù)轉(zhuǎn)換器(1微秒的轉(zhuǎn)換時(shí)間)、三個(gè)USART、兩個(gè)SPI (18MHz主/從控制器)、兩個(gè)I2C、三個(gè)16位定時(shí)器(每個(gè)定時(shí)器有4個(gè)輸入捕獲模塊/4個(gè)輸出比較器/4個(gè)PWM控制器)，以及一個(gè)專(zhuān)門(mén)為電機(jī)控制向量驅(qū)動(dòng)應(yīng)用設(shè)計(jì)的內(nèi)嵌死區(qū)時(shí)間控制器的6-PWM定時(shí)器、USB、CAN和7個(gè)DMA通道。內(nèi)置復(fù)位電路包括上電復(fù)位、掉電復(fù)位和電壓監(jiān)控器，以及一個(gè)可用作主時(shí)鐘的高精度工廠(chǎng)校準(zhǔn)的8MHz阻容振蕩器、一個(gè)使用外部晶振的4-16MHz振蕩器和兩個(gè)看門(mén)狗。因?yàn)榧啥热绱酥?，除一個(gè)電源外，LQFP100封裝產(chǎn)品的最小系統(tǒng)只需要7個(gè)電容器。

    除工業(yè)可編程邏輯控制器（PLC）、家電、工業(yè)及家用安全設(shè)備、消防和暖氣通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)等傳統(tǒng)應(yīng)用，智能卡和生物測(cè)定等消費(fèi)電子/PC應(yīng)用外，新的STM32系列還特別適合側(cè)重低功耗的設(shè)備，如血糖和血脂監(jiān)測(cè)設(shè)備。

    STM32系列產(chǎn)品配有成套的ST和第三方的開(kāi)發(fā)工具。ST提供一個(gè)評(píng)估板、USB開(kāi)發(fā)工具包和一個(gè)免費(fèi)的軟件庫(kù)。Hitex、IAR、Keil和Raisonance不久將在經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的基于A(yíng)RM內(nèi)核的工具解決方案的基礎(chǔ)上推出入門(mén)級(jí)開(kāi)發(fā)工具。目前Hitex、IAR、Keil,、Raisonance和Rowley的工具鏈支持STM32。

    STM32樣片目前正在接受重要客戶(hù)的檢測(cè)，新產(chǎn)品將很快全面上市。STM32的兩個(gè)系列產(chǎn)品都采用LQFP48、LQFP64、LQFP100和BGA100封裝，均提供32K、64K和128K的嵌入式閃存選擇。LQFP封裝產(chǎn)品的經(jīng)銷(xiāo)商定價(jià)區(qū)間是(10000件)1.80美元(基本型系列，32K閃存，48引腳)到3.60美元(增強(qiáng)型系列，128K閃存，100引腳)。