完善STM32产品线,意法半导体加速工业自动化应用脚步

工业自动化正如火如荼的发展其中。所谓的工业自动化,即是将工厂设备互联,以提高过程控制系统的效率和可靠性。这会反过来降低成本、提高质量、增加灵活性、减少环境影响。

而要实现工业自动化,半导体可说是关键的推动因素,而工业用单片机(MCU),更是其中不可或缺的组件,扮演小兵立大功的角色。而在工厂自动化和工业应用产品的设计和制造方面拥有30多年的经验的意法半导体(STMicroelectronics),则是通过最完善的产品线、高可靠度、产品生命周期长达10年等优势,协助开发人员应对设计挑战的解决方案,打造未来工厂。

因应工业市场,ST持续针对市场变化与用户需求,不停强化STM32产品系列。意法半导体亚太区资深产品营销经理杨正廉表示,客户最需要的产品,除了要有可靠度、长生命周期之外,容易开发是一大重点,以让工控操作更简单;而这些需求,意法半导体通过完善的MCU产品线就可以满足。

高速运算MCU满足数字电源、AIoT应用

现在的工业应用除了越来越强调智能化之外,数字电源应用也与日俱增,以实现更好的电源控制效率。为此,ST特地推出了STM32G4 MCU,添加了新数学加速器,使其具备更快的运算速度、更佳的精确度,进而提升电源使用效率。

(Source:意法半导体)

STM32G4的特色在于,除了有基于170MHz的Arm Cortex-M4高速内核心之外,还具有浮点单元和DSP扩展指令集支持功能,在性能测试上,能有着213DMIPS和550 CoreMark的成绩。同时还具备多达5个400万次/秒的12位元模拟数字转换器(ADC)、多达6个高速、高增益带宽运算放大器,以及多达7个信道,1,500万次/秒12位元数字的模拟转换器(DAC)。

更值得一提的是,STM32G4还导入滤波算法加速度器(Filter-Math Accelerator, FMAC)和CORDIC专用引擎,以满足数字电源应用需求。数学运算加速器专门用于加快运算速度,例如,在家电或空调中所采用的节能马达控制算法中之三角函数计算,以及信号调节或数字电源控制算法中的滤波算法,运算速度相较通用主处理器更快,且效率更高。此外,这种减负方式还可让内核心释放更多资源,用于接收更多传感器资料和控制其他功能。

除了STM32G4之外,因应人机接口设计,以及未来AI+IoT趋势,ST也推出双核MCU“STM32H7”,其特色不只搭载了Cortex-M7/M4核心,内置式的闪存设计有别于市面上MCU加挂闪存的方式,其拥有更大的存储空间,得以实现更多创新应用。

据悉,STM32H7单核系列采用Arm Cortex-M系列中性能最高的Cortex-M7(550MHz)内核。此外,STM32H7双核系列则采用Cortex-M7(480MHz)内核,加上一颗240MHz Cortex-M4(240MHz)内核,让开发人员可以轻松升级来弹性地使用这两个核心。以马达控制为例,可将以往在Cortex-M4单核心MCU上的原始程序代码转移到STM32H7中的Cortex-M4上,并由Cortex-M7来执行更先进且复杂的图形化用户接口。另一个例子是可降低主处理器的密集型工作负荷,例如,神经网络、校验和、DSP滤波器或音频编解码,提升执行性能。

杨正廉指出,STM32H7定位适合高端应用,可说是“高贵不贵”的产品。主要除了满足工业应用的人机接口设计外(越来越多机台上面有触摸面板),其余像是数字仪表、智能家庭中的触摸面板等,都可以使用。另外,为了提供客户更多的选择,ST除了STM32H7之外,还有STM32F7,同样能满足人机接口的设计需求。

不仅持续更新产品,ST也积极强化生态系统和安全防护

不仅拥有最完善的MCU产品线,ST也通过STM32Cube开发软件,积极构建MCU生态系统统。STM32Cube生态系统统集成了STM32CubeMX与STM32CubeIDE,更包含STM32CubeProgrammer的程序代码烧写器和STM32CubeMonitor系列的程序代码执行监控器,为STM32开发人员提供更大的灵活性。

意法半导体为STM32Cube生态系统统添加功能,提升软件开发效率。(Source:意法半导体)

同时,ST近日也宣布对STM32Cube软件开发生态系统统进行软件更新,用户能更轻松地筛选软件范例,收集和使用开发工具,自订、使用和分享STM32Cube扩展套装软件。

这些更新为MCU配置和项目设置工具(STM32CubeMX version 6.0)以及STM32CubeIDE v1.4 multi-OS C/C++ 开发平台带来新的强化功能。现在,这两个工具可直接访问最新的STM32Cube MCU套装软件和扩展包,其中包含执行STM32单片机和外部周边,以及传感器或通信接口等外部组件所需的软件。此外,用户还可以直接从大量软件范例中任选一个开始项目开发,同时通过两个工具轻松查看软件范例。

杨正廉强调,MCU的数量做得再多,如果没有结合生态系统,其实很难推进;这就像手机,如果手机做得再好,没有好的App配合的话,也难以满足用户需求。所以,STM32Cube其实就是一个“海纳百川”的概念,打造一个开放场景,让客户的产品与ST的生态系统统结合得更完整,让用户更易于使用。

而在持续推出新品,满足客户需求之余,ST也十分关注安全的重要性,特别是在这个联网化的时代。因此,STM32产品系列都还有各种安全防御功能,像是SBSFU安全启动,即每次执行用户应用程序前,均会检查代码的真实性和完整性,避免恶意程序运行,借此保护空中下载(Over the Air,OTA)升级和补丁时的安全。其余的像是乱数产生器、密码加密演算、加解密演算、固件更新等安全功能,提供最安全的防护机制,达到客户所需的安全防护需求。

(首图来源:科技新报)