178
物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的增加同時(shí)帶動(dòng)了 MCU 的出貨量，IC Insights 預(yù)計(jì) 2018 年 MCU 的出貨量將達(dá)到近 30.6 億臺(tái)。在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中，高性能、低功耗、低成本是雷達(dá)不動(dòng)的剛性需求，幾乎所有 MCU 廠商都在朝著這個(gè)方向努力，ST 最近推出的 STM32G0 就打出了“高效、穩(wěn)健、簡(jiǎn)單”的親民牌。
據(jù)意法半導(dǎo)體微控制器事業(yè)部產(chǎn)品線市場(chǎng)經(jīng)理 Pierre Charvet 介紹，“該系列極其靈活的封裝選擇和存儲(chǔ)容量選項(xiàng)使設(shè)計(jì)人員能夠在更小的空間內(nèi)設(shè)計(jì)更多的功能，并節(jié)省成本。新的配電架構(gòu)將外部電源和接地連接減少到只有一對(duì)引腳，從而留出更多的封裝引腳空間，并分配給用戶使用?！?/p>
左：意法半導(dǎo)體中國(guó)區(qū)微控制器事業(yè)部市場(chǎng)及應(yīng)用總監(jiān)曹錦東
中：意法半導(dǎo)體微控制器事業(yè)部產(chǎn)品線市場(chǎng)經(jīng)理 Pierre Charvet
右：意法半導(dǎo)體通用微控制器市場(chǎng)經(jīng)理于引
封裝縮小，周邊元器件減少，BOM 成本極大降低
降低物料清單成本
在電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，BOM 成本是設(shè)計(jì)廠商非?？粗氐囊稽c(diǎn)，有的廠商為了節(jié)省成本不惜多次調(diào)整電路設(shè)計(jì)，STM32G0 系列可以幫助客戶大幅度降低物料，主要從四方面實(shí)現(xiàn)：第一，無(wú)需去耦電容，從上圖可以看出，左邊共有四對(duì)電源供電，在新系列中只需要一組電源供電；第二，無(wú)需外部時(shí)鐘，在 STM32G0 中集成了快速時(shí)鐘，它在 0/90 度范圍內(nèi)精度可達(dá) 1%，甚至于在全溫度范圍內(nèi) -40/125 度可以達(dá)到 2%；第三，提高抗干擾性，STM32G0 可以達(dá)到 4500 伏的抗瞬時(shí)脈沖，它的 EMI 性能很好，用戶的開(kāi)發(fā)中可以省去更多的外圍保護(hù)單元；第四，集成了更大的 Flash 及 RAM 存儲(chǔ)空間，封裝可以進(jìn)一步縮小。基于以上四點(diǎn)，STM32G0 可以為用戶帶來(lái)更好的成本優(yōu)勢(shì)，節(jié)省 BOM 的成本包括芯片本身以及芯片外圍器件的總體成本，預(yù)計(jì)整體成本可以節(jié)省 15 美分。
高效、低功耗，CoreMark 評(píng)分達(dá)到 142
STM32G0 系列的高效體現(xiàn)在其主頻可以達(dá)到 64MHz，而 STM32F0 系列主頻是 48MHz，對(duì)比之下，STM32G0 的性能和 CPU 的主頻上都得到了很大的提高。同時(shí)，STM32G0 系列還具有一個(gè)靈活的 DMA，用戶可以靈活地配置地址。對(duì)應(yīng)主頻 64MHz 的處理能力還有一個(gè)指標(biāo)就是 DMIPS，STM32G0 系列可以到 59DMIPS，在 CoreMark 評(píng)分上可以達(dá)到 142。
STM32F0 系列的低功耗的模式包括 SLEEP 模式、STOP 模式、STANDBY、SHUTDOWN、VBAT 模式。在 STOP 停止模式下，功耗是 3μA-8μA 左右，這取決于用戶的 Flash 和 RTC 的設(shè)置；在 STOP 模式下快速喚醒的時(shí)間只有 5μs。Pierre Charvet 特別強(qiáng)調(diào)了 STANDBY 模式，“STM32G0 的 STANDBY 模式下功耗只有 200nA 或者 500nA，這取決于 RTC 的設(shè)置。它的喚醒時(shí)間只需要 14μs。之所以強(qiáng)調(diào)，是因?yàn)?STANDBY 的指標(biāo)已經(jīng)達(dá)到了 Ultra low power（超低功耗）的系列產(chǎn)品的指標(biāo)，但是 STM32G0 它并不是定義為超低功耗系列，它是一個(gè)主流型的 MCU。所以，可以看到，STM32G0 不管在成本上，還是在功耗上，都已經(jīng)做到了一個(gè)特別好的優(yōu)化?！?/p>
繼承 STM32F0 的優(yōu)勢(shì)，進(jìn)行多方升級(jí)
我們?cè)鯓觼?lái)定義一款產(chǎn)品的好？ST 認(rèn)為自己是在為明天做好準(zhǔn)備，而明天的不確定性太高，所以就要在原來(lái)的基礎(chǔ)上增加更多的性能，STM32G0 不僅保留了 STM32F0 的所有優(yōu)勢(shì)，而且還做了更多的增強(qiáng)。其中，RAM 閃存比更高，128KB 和 64KB 閃存均配備最高 36KB SRAM；定時(shí)器頻率高達(dá) 128MHz，分辨率（<8ns）； 配備 12 位 ADC 轉(zhuǎn)換器，采樣速度高達(dá) 2.5MSPS，轉(zhuǎn)換時(shí)間 0.4μs。STM32F0 中的 ADC 采樣頻率是 1MSPS，STM32G0 系列采樣頻率達(dá)到了 2.5MSPS，同時(shí)它的轉(zhuǎn)換率是 0.4μs，還支持 16 位的硬件過(guò)采樣。配備的通信接口包括 32Mbit/s SPI，7Mbaud/s USART，1Mbit/s I2C。
智能外設(shè)
智能集成
STM32G0 的應(yīng)用領(lǐng)域包括智能家居、消費(fèi)電子、照明、工業(yè)設(shè)備、電機(jī)控制和先進(jìn)控制應(yīng)用。關(guān)于照明，Pierre Charvet 特別指出，照明除了需要在工業(yè)上的高溫、高精度定時(shí)器以外，可能額外地還需要模擬外設(shè)以及安全方面的需求。STM32G0 提供了快速的比較器、12 位的 ADC 和 DAC。除此之外，STM32G0 還有更好的安全性，幫助用戶更好地支持固件升級(jí)和下載。另外，照明對(duì)封裝的尺寸和厚度都有額外的要求，STM32G0 更廣泛的封裝選擇可以在照明應(yīng)用上有更好的使用場(chǎng)景。
?
ST 把 STM32 比作一個(gè)大家庭，STM32G0 也是這個(gè)大家庭中新的一員，它繼承了這個(gè)家庭中所有良好的基因，STM32G0 是 STM32F0 的一個(gè)升級(jí)版本，處于 M0 和 M0+內(nèi)核小組中，屬于主流平臺(tái)。曹錦東強(qiáng)調(diào)，“像所有的 STM32 其他產(chǎn)品一樣，它對(duì)于之前所有的開(kāi)發(fā)工具都是兼容的，使用方便。如果用戶之前用過(guò) STM32 里面的任何一款產(chǎn)品，其代碼、應(yīng)用、配置都可以完全復(fù)用到 STM32G0 上。”
選擇 Cortex-M0 是為了更好地延續(xù)其優(yōu)勢(shì)
未來(lái)的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用對(duì)安全性要求更高，從內(nèi)核角度分析，STM32G0 應(yīng)該從 Cortex -M0 升級(jí)到 Cortex-M23 更加合理，但是卻依舊保留了 Cortex- M0+內(nèi)核，Pierre Charvet 的解釋是，“Cortex -M0 和 Cortex-M23 的區(qū)別在于后者有一些更加安全的功能。但是我們需要延續(xù)給客戶提供 MCU，方便他們進(jìn)行更快、更簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)，而不是給客戶帶來(lái)需要花更多時(shí)間去理解、去消化的產(chǎn)品。STM32F0 采用的是 Cortex -M0 內(nèi)核，現(xiàn)在已經(jīng)給用戶帶來(lái)很好的體驗(yàn)，對(duì)于簡(jiǎn)單應(yīng)用來(lái)說(shuō)，Cortex -M0 是一個(gè)最強(qiáng)大的內(nèi)核。因此，我們決定選擇 Cortex-M0+，把 STM32G0 系列打造成一個(gè)簡(jiǎn)單、低成本、集成度高、方便使用的產(chǎn)品，讓用戶從 STM32F0 到 STM32G0 可以很容易進(jìn)行延續(xù)。 ”
“AI+IoT”新趨勢(shì)給傳統(tǒng) MCU 提出新要求
從 AI 技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，“AI+IoT”是一個(gè)趨勢(shì)，我們?nèi)绾巫?MCU 支持 AI 和 IoT，實(shí)現(xiàn) AI？曹錦東分析，“與傳統(tǒng)的 MCU 相比，實(shí)現(xiàn) AI+IOT 算法的芯片需要有更強(qiáng)的計(jì)算能力，更低的低功耗，還要有擴(kuò)展性，比如：能否支持不同的無(wú)線連接功能、有線連接的功能，或者同時(shí)兼顧低功耗、連接性、基準(zhǔn)能力？所以，從性能、低功耗、連接性方面分析，AI 會(huì)對(duì)傳統(tǒng) MCU 提出更高的要求。同時(shí)，要做 AI 需要更好的工具，傳統(tǒng)的 AI 算法都是在云端基于 GPU、MPU 進(jìn)行計(jì)算。如果放在 MCU 來(lái)做，需要 MCU 本身有更高的性能、更大的存儲(chǔ)，在硬件上需要特定的加速器和處理器，同時(shí)也需要把傳統(tǒng) GPU 上的算法轉(zhuǎn)化成可以在 MCU 上運(yùn)行的算法。因?yàn)榇a不同，平臺(tái)不同，用戶需要進(jìn)行算法轉(zhuǎn)換。因此，不僅芯片的算力需要加強(qiáng)，同時(shí)和芯片相關(guān)的工具也都需要調(diào)整，從而適應(yīng)新要求。ST 會(huì)在芯片方面做一些特定的處理，同時(shí)會(huì)輔助特定的工具，未來(lái)幫助客戶可以在 MCU 上實(shí)現(xiàn)原來(lái)在云端運(yùn)行的算法?！?/p>
32 位 MCU 和 8 位 MCU 之爭(zhēng)不在于成本
業(yè)界對(duì)于 8 位 MCU 的市場(chǎng)地位爭(zhēng)論不休，有人認(rèn)為隨著 32 位 MCU 的性價(jià)比越來(lái)越高，8 位 MCU 會(huì)逐漸失去用武之地，也有人認(rèn)為 32 位 MCU 比 8 位 MCU 更貴，8 位 MCU 還會(huì)保有一大批用戶。從成本的角度，曹錦東不同意后者的說(shuō)法，“成本取決于出貨量、工藝等因素，ST 的目標(biāo)是設(shè)計(jì)的芯片能夠滿足客戶的需求，這個(gè)需求不僅是現(xiàn)在所做的簡(jiǎn)單控制、未來(lái)做 IoT 等復(fù)雜控制都需要滿足。從成本上看，8 位 MCU 和 32 位 MCU 沒(méi)有太大區(qū)別，ST 需要進(jìn)一步開(kāi)發(fā)，從性能、架構(gòu)、生態(tài)上進(jìn)一步豐富，滿足客戶不同的需求?！?/p>
關(guān)于新產(chǎn)品的布局，曹錦東表示，“不管是 STM32F0 還是 STM32G0，我們會(huì)讓他們有更多的通用性。我們希望消費(fèi)電子、工業(yè)控制的客戶都能夠用同樣的產(chǎn)品，這樣生產(chǎn)會(huì)比較簡(jiǎn)易，同時(shí)會(huì)降低成本。一旦成本降低，未來(lái)我們就有機(jī)會(huì)為客戶節(jié)約成本。如果這個(gè)產(chǎn)品只是應(yīng)用于一個(gè)行業(yè)，成本也很難優(yōu)化，因?yàn)樯a(chǎn)成本是很重要的一個(gè)因素。我們盡量設(shè)計(jì)通用的產(chǎn)品線。比如，電動(dòng)自行車、空調(diào)、洗衣機(jī)、都有使用 STM32F0 的產(chǎn)品，STM32G0 也是同樣，我們不會(huì)特別只針對(duì)某一行業(yè)，我們希望所有行業(yè)都使用，這樣能夠讓我們的出貨量最大化，同時(shí)有空間去優(yōu)化生產(chǎn)產(chǎn)品?！?/p>
與非網(wǎng)原創(chuàng)內(nèi)容，未經(jīng)允許，不得轉(zhuǎn)載！
?
