意法半导体(STMicroelectronics;ST)整合其超低功耗微控制器技术与在ARM Cortex-M4内核领域累积的多年厚实经验,成功开发这款适合用于下一代节能型消费性电子产品、工业、医学及量测设备的STM32L4系列微控制器。
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新款STM32L4微控制器整合ARM Cortex-M4内核与超低功耗创新技术 |
两款新系列产品STM32L476和STM32L486基于运算频率80MHz的ARM Cortex-M4处理器内核,内建浮点运算单元并可支持DSP指令集。 意法半导体的自适应实时加速器(Adaptive Real-Time Accelerator;ART Accelerator)是新系列微控制器的另一附加优势,使微控制器可在零等待状态下执行闪存内的代码,处理性能高达100 DMIPS,而功耗仅为100uA/MHz。高达1MB的双库(dual-bank)闪存可支持复杂应用及读写同步功能,并提供一个128KB的静态随机存取内存(Static Random-Access Memory;SRAM)。
STM32L4微控制器充分利用意法半导体的多项低功耗技术,包括依照不同处理需求调整功耗的动态电压调节、内建FlexPowerControl的智能架构与7个子模式选项的电源管理模式,其中包括睡眠、待机及最低功耗30nA的关机模式。 意法半导体的大量数据采集模式(Batch Acquisition Mode;BAM)能让处理器在低功耗模式下仍可与通讯外围设备高效地交换数据。
在嵌入式微处理器基准联盟(Embedded Microprocessor Benchmark Consortium;EEMBC)所发布的标准化ULPBench超低功耗微控制器能效测试评比中,STM32L4系列微控制器获得了123分的业界最高成绩。 意法半导体微控制器产品部总经理Michel Buffa表示:「STM32L4获得123分的ULPBench测试成绩,代表了现在的设计人员无需再牺牲功耗,便可实现更高的性能及更大的内存容量。 」
低总体功耗、Cortex-M4的高性能表现和DSP功能、智能模拟功能、以及丰富的数字链接功能,这些特性使STM32L4系列非常适合用于智能联网(smart connected)和物联网(IoT)产品应用,以及各种工业、医疗和消费性电子产品。
STM32L4的样品已开始接受申请,预计于2015年第二季正式量产。 STM32L476 采用LQFP64封装。
技术细节
能够实现能效与性能最大化,并同时确保低功耗,除整合低功耗的制造技术外,STM32L亦受益于智能架构与通讯外围设备。 数字外围设备包括一个附有专用电源的USB全速OTG(On-The-Go)控制器,即便系统电源只有1.8V,客户仍可透过USB保持通讯。 另一个数字外围设备是Sigma-Delta数字滤波调节器(Digital Filter for Sigma-Delta Modulator;DFSDM),可用于连接外部Sigma-Delta调节器或脉冲密度调变(Pulse Density Modulation;PDM)麦克风。
模拟外围设备包括三个12位/5MSps的模拟数字转换器,内部智能操作可支持两种不同采样率:低速取样功耗仅为数十微安(uA),能够限制最大电流;高速采样率可使处理器快速返回超低功耗模式。 这些模拟数字转换器提供最高16位的分辨率及硬件超取样功能。 参考电压缓冲器透过VREF+针脚为模拟数字转换器、数字模拟转换器或外部组件提供参考电压讯号。此外,当微控制器进入深度睡眠的省电模式,总体电流降至数百个微安时,两个具有取样和维持功能的12位数字模拟转换器仍会正常工作。 其它模拟外围设备包括了两个功耗仅有300nA的超低功耗电压比较器以及两个运算放大器,运算放大器具有内外部回授路由以及可编程增益放大器(Programmable-Gain Amplifier;PGA)。
STM32L4智能架构使微控制器能够在内核、DMA控制器、内存及外围设备之间平行传送数据和指令,进而提升性能和能效。 FlexPowerControl是智能架构的另一项优势,有助于实现节能省电设计,当微控制器处于低功耗模式时只保留I/O电平,使SRAM保持待机状态,管理特定外围设备与I/O接口的独立电源。
STM32L486整合了一个符合进阶加密标准(Advanced Encryption Standard;AES)的 256位硬件加密协处理器,并导入STM32L4的其它功能,例如独立电池备用域及防篡改输入功能,该加密处理器为智能电表等安全型应用提供一个强大的产品平台。
为解决散热性能对某些应用的挑战(例如在封闭或高温环境中使用微控制器),意法半导体推出了工作温度高达125度的微控制器产品。 (编辑部陈复霞整理)