随着最新的智能电子产品增加了传感器驱动的额外功能,并采用了碳化硅或氮化镓等更高效率的电源技术来节省能源,意法半导体(STMicroelectronics)推出了具有管理它们性能的下一代微控制器。
新型STM32G4微控制器针对先进的数字电源应用以及消费和工业设备, 引入了两个新的硬件数学加速器,以利用Cordic和Filtering功能促进一系列应用的处理,以支持更高的性能和能效。加速器专用于速度计算,例如用于电器或空调中节能电动机控制的三角函数以及用于信号调节或数字功率控制的滤波,其加速结果的计算速度比通用主处理器更快,更有效。这种卸载还释放了内核以接收更多传感器数据并控制其他用户功能的能力。
进一步的新功能包括具有各种内置功能的高分辨率电源转换计时器,这些功能可减轻CPU负担并简化开发人员的生活。此外,还有性能更高的模拟外设和转换器,超快的连接,可快速响应外部事件,并支持带有Power Delivery的最新USB-C接口,可快速充电或方便地为高达100W的设备供电。
STM32G4 MCU具有更快的计算,更高的精度和增强的功能集成,在处理智能家居,智能工厂和智能能源应用的各种产品中,支持额外的功能并提高了能效。这些范围涵盖了电动汽车,包括电动自行车,数字电源,高级电机控制,照明,楼宇自动化产品等。
此外,这些功能还包括可扩展的安全存储区域(用于秘密存储和安全的实时固件升级),编程后的调试访问预防(以减少威胁面),最新的AES-256加密,唯一的设备ID和真正的随机性数字发生器(TRNG)使开发人员能够应对最新的网络安全挑战。
MCU架构
STM32G4系列建立在意法半导体为提高性能和效率而创建的现有创新之上,例如ART Accelerator™和CCM-SRAM Routine Booster。这些分别增强了动态和静态内存缓存性能,从而在有效的功率预算下提供了卓越的整个应用程序和实时性能。
ST的新硬件数学加速器再次满足了这一要求,推出了Filter-Math加速器(FMAC)和专用的CORDIC引擎。这些新的外设可为电机控制中使用的旋转和矢量三角法以及一般对数,双曲线和指数函数,用于信号调节的IIR / FIR滤波或数字电源中的3p / 3z控制器以及矢量函数等提供更快的结果作为卷积和相关性。STM32G4系列建立在ArmCortex®-M4内核的170MHz高速实现的基础上,具有浮点单元和DSP扩展,基准为213DMIPS和550 CoreMark。
从先进的工艺技术和体系结构功能到先进的外围睡眠/唤醒管理,整个过程中还存在节电创新。其他重要的新功能包括:
- 高分辨率计时器,具有12个独立通道,每个通道具有184ps的分辨率,具有针对温度和电压漂移的自补偿功能
- 多达25个高级模拟外设:
- 多达五个12位4Msample / s模数转换器(ADC),其硬件过采样能够实现16位分辨率
- 多达六个具有1%内置增益的高速,高增益带宽运算放大器
- 多达七个12位数模转换器(DAC)15Msample / s
- 多达七个比较器,传播延迟为16.7ns
- CAN-FD工业连接,提供高达标准CAN八倍的有效载荷比特率
- 在运行模式下小于165µA / MHz,以延长电池寿命
- 更大的片内RAM,带奇偶校验位,最大128Kbyte
- 高达512KB的闪存,带错误代码校正(ECC)
- 增强的DMA和外部中断灵活性
- 通过接入线,性能线和高分辨率线MCU变体进行数字或模拟优化
因此,新的STM32G4系列对现有STM32F3系列进行了补充,性能提高了三倍,新器件的环境温度等级高达125°C,用于实时固件升级的双存储区,以及包括LQFP80和LQFP128在内的新封装选项。STM32G4具有强大的抗干扰能力,尤其能抵抗快速瞬态突发(FTB),达到最高等级-5,这意味着设备上的电压实际上超过4kV(IEC 61000-4-4)。
供货情况和价格
ST已为该系列计划的152个设备中的100多个已经可用,从32引脚封装的Access Line设备到具有多达107个快速输入/输出引脚的Performance Line和High-Resolution Line MCU。带有32引脚QFN32封装的STM32G431K6U6的价格从1.68美元(10,000件的单价)开始。