《电子技术应用》
您所在的位置:首页 > 嵌入式技术 > 高端访谈 > 简单、高效、稳健的STM32G0

简单、高效、稳健的STM32G0

——专访意法半导体微控制器部产品线市场经理Pierre Charvet
2019-01-02
于寅虎
电子技术应用
关键词: ST STM32G0

编者按:在过去的12年里,意法半导体公司的STM32微控制器家族已经扩展出13条产品线,而今这一家族又新增添了一名成员STM32G0,简单、高效、稳健是这一新成员的典型特征,而它也将进一步把STM32微控制器家族的应用拓展到更大的空间。


 1.png

意法半导体微控制器部产品线市场经理Pierre Charvet


简单:STM32G0系列能够减少客户的BOM成本

意法半导体微控制器部产品线市场经理Pierre Charvet先生总结了四点,来说明STM32G0系列微控制器可以精简工程师的设计复杂度。

bom.jpg

1.无需去耦电容。

传统的微控器往往需要四对电源供电,而新的STM32G0系列中可以只需要一组电源供电。这就意味着可以省去了其他三组电源以及上面的去耦电容。

2.无需外部时钟。

在新的STM32G0系列中还可以省掉外部时钟。在STM32G0中集成了快速时钟,它在0/90度范围内精度可达1%,甚至于在全温度范围内-40/125度可以达到2%。内部集成了高精度定时器,可以让整个应用更广范,帮助用户省掉外部的时钟,这也是BOM节省的因素之一。

3.提高了抗干扰性。

STM32G0可以达到4500伏的抗瞬时脉冲,它的EMI性能也会特别好。那么,它带来的好处是在用户的开发中可以省去更多的外围保护单元,进一步节省整个BOM成本

4.更大的Flash及RAM存储空间。

以前的产品如果需要大的Flash、大的RAM,会需要一个比较大的封装。那么,在STM32G0中可以实现一个很小的封装中同样可以使用更大的Flash和RAM。

STM32G0可以省掉外围的电源,以及上面的去耦电容;可以不用外部的时钟;可以有更大的Flash和RAM在一个很小的封装中,进一步节省PCB上的花费。

所以,这四个特点集成在一起,可以为用户带来一个更好的成本上的优势,包括了芯片本身以及芯片外围器件的总体成本。

节省成本.jpg


Pierre Charvet先生给大家粗略地估算了STM32G0对于成本的影响,整个成本可以节省15美分。STM32G0不需要一个外部的时钟,在客户的设计当中可以节省大概10美分的成本。同时,去掉6组去耦电容以及外部时钟上的去耦电容,又带来额外的4美分的节省。同时,里面更大的Flash和RAM的存储空间,使得整个PCB上的成本也得以节约。

除此之外,STM32G0还增加的一些额外的功能,比如USB-C  Power  Delivery功能。集成了这两个功能以后,客户可以节省一个外部的收发器、上、下拉电阻以及数字控制器,可以带来额外的更多成本的节约。STM32G0上支持更安全的代码烧写程序,也为用户节约了做量产时的总体成本。


高效:主频64MHz时处理能力可达59DMIPS

STM32G0是基于ARM Cortex-M0+内核来设计的,同时集成了内存的保护单元——MPU单元,的主频可以达到64MHz。

更高性能.jpg

Pierre Charvet表示,STM32G0的性能和CPU的主频上都得到了很大的提高,还有一个很灵活的DMA,这个灵活的DMA可以灵活地配置,让工程师在设计中得到更好的资源。对于工作在主频64MHz时,STM32G0系列的处理能力可以达到59DMIPS,而在CoreMark评分上STM32G0系列可以达到142。

STM32G0是一个高效的产品,不仅仅体现在高性价比上,同时从功耗角度来分析,它也是一个高效率的产品。STM32G0在64MHz主频运行的时候,运行时的功耗小于100μA/MHz,大多数稳定在80μA/MHz左右。

Pierre Charvet表示,虽然没有把STM32G0定义为一个超低功耗产品,但是它在功耗方面的表现同样非常好。

低功耗模式.jpg

在STM32G0中,提供了多种低功耗工作模式,包括SLEEP模式、STOP模式、STANDBY、SHUTDOWN和VBAT模式。在这些工作模式里,STM32G0都有比较好的功耗表现。

Pierre Charvet举例说,在STOP停止模式下可以看到功耗在3μA-8μA左右,这取决于你的Flash和RTC的一个设置。那么,除了功耗这个值看起来它的电流很低,另外一个关注点是唤醒时间,除了低功耗还支持快速唤醒,在STOP模式下快速唤醒的时间只有5μs。

Pierre Charvet特别强调了STANDBY模式。

STM32G0的STANDBY模式下功耗只有200nA或者500nA(取决于RTC的设置),它的唤醒时间只需要14μs,已经达到了Ultra low power(超低功耗)的系列产品的指标,但是STM32G0它并不是定义为超低功耗系列,它是一个主流型的MCU。

与STANDBY低功耗模式相比,更低的一个低功耗工作模式还有SHUTDOWN和VBAT模式,它们的功耗数值(40nA和500nA)其实已经相当于STM32L4产品的水平(STM32L4是一个超低功耗的系列产品)。

整个STM32G0产品达到了一个更好的集成度,在成本上达到更优化的节省,同时还是一个低功耗的产品,STM32G0可以在更多的应用领域找到更适合应用。


稳健:集成了更多的安全、可靠性的设计

在安全方面的提升,确保了STM32G0可以实现更安全和高可靠性的设计。

Pierre Charvet表示,STM32G0新集成了更多安全的功能,安全功能中增加了一个仅可执行的保护功能,还有读写保护功能、内存保护单元、AES算法的硬件加密支持、真随机数生成器、唯一ID等保护功能。

安全.jpg

除此之外,还有一个额外的安全存储区域功能,该区域是属于用户Flash区域中的一部分,用户可以根据自己的需求去定义安全存储区域(包括大小),安全存储区域一旦被激活之后,它是不可被进入和调试的。

这样一个安全存储区域用来做什么呢?

Pierre Charvet解释说,该区域可以放一些关键的程序或者密钥的存储,可以实现更多的安全功能:如支持安全固件升级的功能、实现身份认证的功能、实现密钥存储的功能等。

正是基于安全区域的设置,STM32G0才能够提供更好的安全方面的性能,能够实现更多的安全功能,相信STM32G0这个新的功能可以给我们开拓更多的应用领域。

  生态系统.jpg

Pierre Charvet表示,支撑STM32G0可以稳健应用的另外一个基础就是强大的STM32生态系统。

生态系统1.jpg

硬件生态系统:意法半导体为用户提供更多的评估板,比如现在已经面市可以为用户提供的是Nucleo开发板(基础型、超值型),还有全功能评估板,在这个全功能评估板上如果您还想评估USB type-C的功能,我们还有一个子板可以和全功能评估板一起合用。我们的探索套件也很快就会面市,给用户去做评估。

软件生态系统:新款STM32G0可以得到STM32CubeMX工具的支持,基于这个可配置的工具,可以很方便地进行I/O管脚的配置、时钟域的配置、DMA的配置。利用STM32CubeMX工具,即使用户之前没有用过STM32,也可以很快地上手;如果之前已经用过STM32,那么再到STM32G0上是一个很简单的工作。