STM32G0適用于面向成本的消費(fèi)和工業(yè)應(yīng)用

STM32G0是我們最新的主流微控制器 （MCU） 系列，適用于面向成本的消費(fèi)和工業(yè)應(yīng)用。 新一代提供 64 MHz 的 Cortex-M0+ 內(nèi)核以及具有安全存儲(chǔ)區(qū)、更多 RAM 和閃存、大量 I/O 以及更廣泛的組件集成的穩(wěn)健架構(gòu)，以顯著簡(jiǎn)化整體 PCB 設(shè)計(jì)。隨著各種監(jiān)管機(jī)構(gòu)的能源要求變得更加嚴(yán)格，并且用戶對(duì)他們的物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的期望越來越高，工程師們經(jīng)常面臨不可能的任務(wù)，即選擇必須具有低功耗、同時(shí)提供計(jì)算要求高的功能和加密加速的 MCU。因此，他們必須要么選擇功能較弱但功耗較低的模型，要么享受所需的 I/O，但要處理更高的整體 TDP（熱設(shè)計(jì)功耗）。STM32G0就是來解決這個(gè)問題的。

我們將新系列命名為 STM32G0，因?yàn)樗⒃赟TM32F0的基礎(chǔ)之上。但是，它沒有使用其 180 nm 工藝節(jié)點(diǎn)，而是依賴于類似于STM32L4的 90 nm 節(jié)點(diǎn)。使用這種新的光刻方法使我們能夠從 L4 的一些超低功耗功能中受益，同時(shí)還集成了更多的組件并優(yōu)化了架構(gòu)，將 F0 的性能和特性推向了一個(gè)全新的水平。 因此，STM32G0 確保工程師能夠在計(jì)算密集型功能和系統(tǒng)功耗之間找到適當(dāng)?shù)钠胶?。為了使他們能夠盡快測(cè)試這種新范例，我們正在發(fā)布 STM32G0 Nucleo 板和 EVAL 板，這將使他們能夠了解如何輕松移植應(yīng)用程序并立即享受 I/O 和內(nèi)存的增加。

九個(gè) I/O 和一條電源線

新架構(gòu)的所有好處可能并不總是對(duì)每個(gè)人都顯而易見，但 I/O 的增加尤為重要。例如，新的 STM32G071 的 64 引腳版本比具有相似引腳數(shù)的 STM32F071多提供9 個(gè) I/O ，而與使用相同封裝的 STM32F071 相比， 48 引腳模型提供了7 個(gè)額外的 I/O 。我們還更進(jìn)一步推出了具有 32 個(gè)引腳的 STM32G071，以提供更大的靈活性。事實(shí)上，從來沒有一個(gè)只有 32 個(gè)引腳的 STM32F071，但如果我們看下一個(gè)最好的東西，STM32F051 的內(nèi)存更少，RAM 更少，I/O 更少。因此，想要上一代 STM32F071 或更多 I/O 的 32 引腳版本的開發(fā)人員現(xiàn)在可以享受全新的可能性。

新的 STM32G0 在簡(jiǎn)化 PCB 設(shè)計(jì)方面也做了很多工作，但有一個(gè)特點(diǎn)很突出：64 引腳或更少的封裝上的單個(gè)電源對(duì)。STM32G0不再使用傳統(tǒng)的多條電源線及其必要的電容器，而是僅使用一根線，這將使PCB設(shè)計(jì)更加簡(jiǎn)單和便宜。為了實(shí)現(xiàn)這一壯舉，我們?cè)诜庋b內(nèi)開發(fā)了一種獲得專利的內(nèi)部鍵合系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠?qū)?a href="http://www.ttokpm.com/tags/電流/" target="_blank">電流傳播到架構(gòu)的所有不同單元，以為模擬和數(shù)字電路供電。

可定制 MCU 的典型代表

STM32G0 也很特別，因?yàn)槲覀冊(cè)敢馓峁V泛的封裝陣列，這為我們架構(gòu)的簡(jiǎn)單性和穩(wěn)健性賦予了新的意義。事實(shí)上，今天的宣布具有高度的象征意義，因?yàn)槲覀儾粌H推出了少數(shù)零件號(hào)，而且致力于發(fā)布最全面的產(chǎn)品系列之一。

我們正在設(shè)想各種封裝：一些只有 8 個(gè)引腳，而另一些則高達(dá) 100 個(gè)引腳。此外，我們的 32 引腳和 48 引腳模型從最簡(jiǎn)單的 8 KB RAM 和 16 KB 閃存配置到我們最強(qiáng)大的 128 KB RAM / 512 KB 閃存架構(gòu)。這種巨大的多樣性確保工程師可以選擇與他們最相關(guān)的部分。例如，團(tuán)隊(duì)不再需要切換到 STM32F1 即可從 512 KB 的閃存中受益，但可以在享受 STM32G0 的低功耗的同時(shí)仍受益于 0.5 兆字節(jié)的存儲(chǔ)空間。

此外，封裝中的大量模型選擇解決了一種稱為“可定制 MCU”的新趨勢(shì)。目前，可穿戴設(shè)備和移動(dòng)設(shè)備為每個(gè)產(chǎn)品提供一個(gè)微控制器。但是，制造商正在考慮提供產(chǎn)品的多個(gè)版本，每個(gè)版本都使用不同的 MCU，以創(chuàng)建可以吸引更多客戶的定價(jià)結(jié)構(gòu)。那些尋找入門級(jí)機(jī)型的人會(huì)很高興有一個(gè)更具成本效益的解決方案，內(nèi)存更少，而愿意投資更多性能的人也有可能這樣做，制造商最終會(huì)吸引更廣泛的受眾。 借助我們?nèi)碌?STM32G0 系列，設(shè)計(jì)人員可以從所有使用相同封裝的各種配置中受益，從而使他們能夠在提供各種 MCU 選項(xiàng)的同時(shí)保持相同的 PCB 和代碼。

超低功耗與主流性能的混合體

新架構(gòu)有助于應(yīng)用程序編程的另一個(gè)方面是新組件的低功耗模式。盡管作為主流器件，STM32G0 在 64 MHz 下運(yùn)行時(shí)所需的電流低于 100 μA/MHz，這要?dú)w功于其工藝節(jié)點(diǎn)與 STM32L4 有一些相似之處。相比之下，STM32F0 需要 250 μA/MHz。新架構(gòu)還具有 STOP 模式，只需關(guān)閉閃存和實(shí)時(shí)時(shí)鐘即可降至 3 μA ，而其 STANDBY 模式僅需要200 nA，遠(yuǎn)低于上一代產(chǎn)品。盡管處于如此低的功耗狀態(tài)，該架構(gòu)仍然可以在大約 5 μs 的 STOP 狀態(tài)和 14 μs 的 STANDBY 狀態(tài)下喚醒，這使得它們更具優(yōu)勢(shì)。

此外，我們還提供了一個(gè) VBAT 引腳，這意味著工程師可以放置一個(gè)電容器來僅為 RTC 和備用寄存器供電，從而允許系統(tǒng)的其余部分關(guān)閉并將功耗降至 10 nA。通過如此低的消耗，可以創(chuàng)建一種在用戶更換電池時(shí)將基本信息保存在內(nèi)存中的設(shè)計(jì)，從而改善整體體驗(yàn)。編寫應(yīng)用程序通常是為了找到最佳優(yōu)化，這可能需要大量時(shí)間和精力。因此，由于 STM32G0 的功耗如此之低，其節(jié)能特性為新的應(yīng)用和性能水平開辟了道路。因此，工程師可以將其視為一種混合形式，幾乎是一種超低器件，同時(shí)仍然是主流 MCU。

用于安全的 STM32G0

為了讓團(tuán)隊(duì)為下一代物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品做好準(zhǔn)備，我們包括了一個(gè)能夠加速 AES 256 位計(jì)算的加密內(nèi)核，以及一個(gè)真正的隨機(jī)數(shù)生成器來優(yōu)化加密密鑰。然而，最令人印象深刻的安全特性是可編程安全存儲(chǔ)區(qū)的實(shí)現(xiàn)。 開發(fā)人員可以定義 Flash 的一部分，一旦他們注銷，系統(tǒng)其余部分將無法訪問，這使他們能夠存儲(chǔ)根密鑰和關(guān)鍵例程，以實(shí)現(xiàn)安全啟動(dòng)和安全固件升級(jí)等功能。我們知道，許多團(tuán)隊(duì)會(huì)因此使用 STM32G0 的額外內(nèi)存來實(shí)現(xiàn)安全存儲(chǔ)區(qū)來保護(hù)他們的應(yīng)用程序，從而在不影響性能的情況下提高產(chǎn)品安全性。

此外，有史以來第一次，我們的預(yù)算主流 MCU 之一包括一個(gè)內(nèi)存保護(hù)單元 （MPU）。它通過創(chuàng)建一個(gè)隔離程序線程同時(shí)還支持安全操作系統(tǒng)的沙箱來防止試圖復(fù)制數(shù)據(jù)或竊聽的攻擊。當(dāng)我們深入研究STM32L4 探索板時(shí)，該功能脫穎而出，而在 STM32F0 上完全沒有它之后，它在 STM32G0 上的出現(xiàn)標(biāo)志著我們希望為所有產(chǎn)品帶來關(guān)鍵安全功能的新的且極具象征意義的一步。此外，為了進(jìn)一步幫助客戶，我們將在未來幾個(gè)月內(nèi)提供技術(shù)文檔、軟件參考包和安全指南，以評(píng)估開發(fā)人員利用這些功能的情況。

用于創(chuàng)新的 STM32G0

STM32G0 也是全球首款支持 USB-C 和供電 （UCPD） 的通用 ARM Cortex-M 微控制器，這要?dú)w功于兩個(gè) UCPD 接口。這個(gè)新 IP 可以管理 Type-C 連接器，而無需外部 Power Delivery 控制器。我們還包括一個(gè)收發(fā)器，用于處理需要更多功率（高達(dá) 100W）的應(yīng)用程序或希望使用備用模式通過 USB-Type-C 部署身份驗(yàn)證、固件升級(jí)或視頻共享的應(yīng)用程序的 Power Delivery 通信協(xié)議，用于實(shí)例。

同樣，我們還集成了與 STM32L4 相同的高速和高精度內(nèi)部時(shí)鐘，進(jìn)一步簡(jiǎn)化了 PCB 設(shè)計(jì)。我們還提供運(yùn)行速度是 MCU 兩倍的定時(shí)器（最高 128 MHz），以提供對(duì)數(shù)字系統(tǒng)的更高控制。例如，智能燈制造商可以享受更高的精度，并大大減少其某些型號(hào)的閃爍效果。

面向未來，使其持續(xù)更長(zhǎng)時(shí)間

歸根結(jié)底，這都是我們努力使我們的新架構(gòu)面向未來的努力的一部分，這解釋了為什么我們還通過硬件過采樣包括了一個(gè)更快的模數(shù)轉(zhuǎn)換器 （ADC），精度為 16 位。此外，我們的新設(shè)備更加強(qiáng)大，這要?dú)w功于新組件，這些組件使整體設(shè)計(jì)對(duì)電磁干擾的敏感性大大降低，并提供了更好的快速瞬態(tài)電壓保護(hù)。例如，STM32G0 可以承受引腳上高于 4.5 kV 和板上 8 kV 的突發(fā)。

審核編輯：郭婷