意法推出新一代STM32G5 MCU 賦能AI資料中心與機器人即時功控

意法推出全新STM32G5混合訊號微控制器(MCU)系列,讓開發人員能為資料中心、機器人、太陽光電設備、風力發電機組、工業驅動系統及商用無人機開發效率更高、更智慧且更安全的技術,推動Physical AI的技術革新。

意法半導體通用型與車用微控制器事業部總經理Patrick Aidoune表示,新一代微控制器可因應多項挑戰,包括以更高效率滿足AI資料中心持續增加的用電需求、開發更先進的人形機器人,以及支援更複雜的馬達控制系統。STM32G5系列讓開發人員更容易取得Physical AI所需的運算能力,並將其整合至嵌入式系統,進一步提升永續性、安全性與資安防護。

STM32G5微控制器採用Arm Cortex-M33核心,運算效能達STM32G4系列的兩倍。新增及升級的周邊模組也提升了電源供應器、電動馬達等設備的控制速度與精準度。ST預計於2027年擴充目前的單核心STM32G5產品系列,加入運算效能更高、具備更多周邊模組的雙核心產品。

台達電子PSBG物料部資深採購Andy Hsiao指出,我們致力於提供創新、潔淨且節能的解決方案,讓未來更美好,而數位電源正是這項使命的核心。隨著系統越來越複雜,數位電源也需要能跟上需求的控制平台。 STM32G5具備新一代數位電源應用所需的效能與彈性,其運算能力、整合式周邊模組及內建資安功能,使其成為我們產品設計相當合適的選擇,有助於在要求嚴格的AI與電動車應用中降低能源損耗、減少占用空間,並提高可靠性。

睿研智控執行長Paul Tian說,人形機器人要能靈巧操作,必須在極小的空間內結合力量、精準度、感測能力與即時控制。STM32G5的效能為前一代的兩倍以上,支援更多周邊功能,內建資安防護也更強,讓我們能控制更多馬達、在需要兼顧速度與精準度的操作中更快反應,並在機器人靈巧手中整合更多感測器。透過與ST合作,我們正讓機器人靈巧手更接近實際應用,從工廠自動化到醫學實驗室,希望藉此讓日常生活更加便利。

STM32G5系列微控制器採用運作頻率達280MHz的Arm Cortex-M33核心,並新增及升級多項周邊功能,包括強化的高解析度計時器、位置編碼器、可程式化邏輯陣列及硬體資安防護功能。

提升能源使用效率並降低用電需求,是當前資料中心的重要課題,尤其是大量使用AI加速器的資料中心。隨著新一代GPU叢集的運算速度與效能持續提高,單一機櫃的功率需求正朝1MW邁進,而到了2030年,規模最大的資料中心尖峰功率需求可能超過2GW。在如此龐大的用電規模下,即使效率只有小幅提升,也能減少能源損耗與冷卻需求。透過高解析度計時器,設備製造商可運用精準的控制演算法,根據伺服器工作負載變化所需的電力,動態調整電源供應器的運作設定,以達到最佳效率。此外,更精確的計時控制能力,也讓STM32G5能因應採用碳化矽(SiC)及氮化鎵(GaN)等寬能隙半導體的電源供應器所需的更高切換頻率。

人形機器人的馬達控制需求相當複雜,包括同時驅動多軸馬達,通常還需要以大電流產生高扭力,並具備快速反應能力,才能確保動作流暢自然。手部與手指等機構尤其需要精細控制,單隻手最多可能配置20顆馬達。這是Physical AI最直觀的應用之一,而STM32G5的先進功能有助於擴大價格更容易負擔、具實用價值的人形機器人市場。

STM32G5微控制器導入全新PLAy可程式化邏輯陣列,讓開發人員能直接在晶片內以穩定可靠的客製化硬體電路執行特定功能,減少對外部輔助邏輯電路的需求。

STM32G5具備先進的資安防護功能,包括安全配置能力,可因應現行及未來的法規遵循要求。這些功能不僅提升STM32G5的產品價值,也是資料中心應用的一項重要優勢。ST結合Cortex-M33的Arm TrustZone IP與自有的STM32Trust功能,其中包括不可變更的信任根(STiRoT),支援安全啟動與安全韌體更新。此外,STM32G5還配備先進的密碼運算引擎,支援最新的密碼演算法及ST的後量子密碼學(PQC)函式庫。其他資安功能包括軟體保護、安全儲存加密金鑰等敏感資料、竄改偵測、抵禦側通道攻擊,以及支援產品生命週期的資安管理。

STM32G5有專為數位電源與馬達控制應用設計的開發生態系,涵蓋硬體、軟體、技術文件及培訓資源,可加快產品開發並縮短上市時間。

STM32G5系列已納入新一代STM32CubeMX2開發工具,支援新的開發流程及多項進階功能,包括即時程式碼預覽,讓開發人員能立即查看程式碼並取得回饋,節省開發時間。此外,經過優化的圖形化使用者介面、全新的時脈與腳位配置功能,以及線上技術文件,也讓相關設定的相依關係更容易管理,專案更新也更方便。

STM32G5系列也支援全新STM32Cube硬體抽象層(HAL2),讓開發人員能完整使用STM32G5的各項硬體功能,同時大幅減少記憶體占用空間。

其他技術規格與開發資源:

•      Cortex-M33核心(280MHz時達420 DMIPS/1,136 CoreMark)

•      更多硬體加速功能,包括指令與資料快取(I/D cache)及程式執行加速功能(routine booster)

•      可程式化邏輯陣列(PLAy),可在晶片內實作客製化硬體功能

•      首款搭載ST強化版12通道高解析度計時器的MCU,適用於數位電源供應器

•      馬達控制計時器與位置編碼器(POSENC)

•      多種進階類比周邊功能,包括12位元類比數位轉換器(ADC)、運算放大器、12位元數位類比轉換器(DAC)及超高速比較器

•      搭載LQFP64封裝STM32G5-512K的STM32 Nucleo開發板(NUCLEO-G564RE)

•      馬達控制Discovery開發套件(B-G564E-MC1S)

•      數位電源Discovery開發套件(B-G564E-DPOW1)

•      數位電源函式庫(X-CUBE-DPOWER)

•      馬達控制軟體開發套件(X-CUBE-MCSDK)

•      LQFP封裝提供兩種版本,其中一款採用外露焊盤強化散熱設計,可滿足較高要求的運作條件,包括資料中心電源應用所需的條件