ST MCU 物聯網 Cortex-M7 智慧家庭

ST高性能MCU為智慧家庭/工業系統創新消除障礙

2024-03-25
意法半導體(ST)推出一款結合MPU和MCU兩者之長的高性能產品。微處理器(MPU)系統通常更為複雜,其處理性能、系統擴充性和資料安全性更高,而微控制器(MCU)系統之優勢則是簡單和整合度高。取兩者之長,意法半導體新產品越級進化。

在採用新系列的STM32H7微控制器後,設備廠商可以更快速、更經濟地開發智慧家電、智慧大樓控制器、工業自動化和個人醫療裝置,滿足使用者在終端市場日益成長的需求。具體應用包括增加更豐富多彩的圖形化使用者介面,同時執行多個不同功能。這些設計往往需要利用微處理器(MPU)才能做到。

意法半導體通用MCU部門總經理Patrick Aidoune表示,最新的STM32H7具備類似MPU的特性,提供卓越的核心性能,兼具MCU的外部周邊整合度和便利性,而且價格實惠。

STM32H7R/S微控制器主要客戶Riverdi的執行長Kamil Kozlowski則表示,這兩款MCU整合專用圖形處理器和高速記憶體介面,Riverdi選用此款晶片設計下一代顯示模組,而新MCU還有望提升未來顯示器的視覺性和回應速度,提供更具吸引力的使用者體驗。

新STM32H7R和STM32H7S微控制器具備強大的安全功能,能夠滿足物聯網(IoT)應用對網路安全的要求。兩款產品的共同安全功能包括防止物理攻擊、記憶體保護、在運行時保護應用的程式碼隔離保護功能,以及平台驗證。此外,STM32H7S產品還增加了更多強化的安全功能,整合了不可變的信任根、除錯驗證,以及硬體加密加速器,其中,硬體加密加速器支援最新的加密演算法,防止非法存取程式碼和資料。透過這些安全保護功能,這兩款產品的目標是達到SESIP3和PSA 3級安全認證,並滿足業界最高的網路安全保護標準。

STM32H7微控制器搭載意法半導體迄今推出產品中性能最高之Arm Cortex微控制器-M內核心(採用最高運行頻率600MHz的Cortex-M7),整合了容量最小的內建記憶體和高速外部介面,讓工程師能夠使用簡單而且低成本微控制器開發工具,研發出兼具性能和靈活性更高的系統。現有產品將細分為兩個產品線:STM32H7R3/S3通用MCU,以及強化圖形處理能力的STM32H7R7/S7。開發人員可以在兩者之間共用軟體,有效利用專案資源,加速新產品上市。

ABI Research機構資深研究總監Michela Menting進步一補充,物聯網硬體安全是開發者在開發可信賴裝置時所追求的永恆目標。困難之處在於為MCU嵌入式硬體提供高安全性,同時達到MPU級別的處理性能,並確保出色的成本效益,上述三個標準通常無法同時滿足。而新款STM32H7微控制器能滿足需求,將安全功能放置於首位和核心,滿足消費性電子和工業領域對於隱私安全有迫切需求的多種應用。

STM32H7系列微控制器的產品策略是在晶片上嵌入Bootflash快閃記憶體和SRAM記憶體,並將程式碼和資料儲存於外部記憶體上。Bootflash快閃記憶體能確保系統啟動更加容易、更安全,與STM32 MCU維持一致,便於開發者沿用熟悉的開發工具和STM32套裝軟體。STM32Cube軟體和工具還可以協助開發人員設定啟動系統,將程式碼存放於外部記憶體中。

開發人員可以自由地選擇類型和容量適合應用設計的外部記憶體,同時確保物料成本(BoM)具備經濟效益;現在可以從外部記憶體執行應用程式碼,也可以將其載入到大容量的SRAM內部記憶體。在連接外部記憶體晶片的I/O腳位內,記憶體加密引擎(Memory Crypto Engine, MCE)在資料傳輸期間動態加解密程式碼資料。該記憶體介面在DTR模式下運作頻率達200MHz,確保應用程式運行順暢,無卡頓。

除了高性能內核心外,這款微控制器還整合其NeoChrom GPU圖形處理器,能夠獲得MPU級別的圖形化使用者介面(GUI),具有豐富的色彩,同時支援動畫播放和3D圖效。這兩款MCU還整合了顯示控制器,能夠處理絢麗的高畫質使用者介面。執行圖形化使用者介面僅占約10%的主CPU性能,使裝置能夠提供媲美智慧型手機的使用者體驗,同時還能執行邊緣人工智慧、通訊和即時控制等要求苛刻的應用程式。

STM32H7R和STM32H7S兩款微控制器皆支援ST TouchGFX GUI開發框架,意法半導體不斷更新該框架功能,使開發人員能夠運用流暢的圖形和動畫創造具有想像力的視覺效果。

作為MCU,新產品能讓使用者設計開發相較典型MPU較少的PCB層數,進而節省成本。新產品還為設計人員還提供多種封裝選擇,從68腳位的低成本封裝,到最多225腳位的封裝,既可以滿足成本預算需求,又可以解決外部連接設備數量的問題,例如,大量感測器輸入或通訊通道。此外,有別於MPU典型做法,新微控制器整合電源管理功能,而MPU則需要一個外部電源管理晶片(PMIC)。

意法半導體新STM32H7 MCU計畫於2024年4月量產。

意法半導體另提供STM32H7S8-DK展示開發平台,以及可擴充的NUCLEO-H7S3L8 MCU開發板,加速使用新產品開發應用的速度。

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