无处不在的屏幕、连接与智能边缘，STM32家族新成员引领未来

（魏德龄/文）如果在近年来购买过一些家电产品的话，外观上最大的变化莫过于屏幕的从无到有或从小到大，甚至一些高端产品还会配上一块观感不错的彩色屏幕。于此同时，大到电冰箱、洗衣机，小到热水壶、牙刷，都可以轻松通过手机进行控制。这种智能化与互联互通在工业领域也被越来越多的提及，并且对安全性有着更高要求。并且人们还明显并不满足于此，更高性能、本地AI能力，更优的图形表现能力，都是市场对于很多产品品类未来的期许，一个全面拥抱云连接、智能边缘的时代正在到来。

点亮上述这些设备小小屏幕，并使其具备一定运算能力的正是MCU，这时就又不得不提起意法半导体的STM32家族，其在2021年成为全球通用MCU第一名，并且这些增长和排名均来自于自身内部的有机增长，没有依靠任何大的收购和合并。

近期，STM32产品家族迎来了五名新成员，分别是无线MCU产品STM32WBA、超低功耗MCU产品STM32U5、主流型MCU产品STM32C0、高性能MCU产品SM32H5，以及MPU微处理器STM32MP13，涉及了目前MCU不同的需求层级，满足不同类型设备的应用需求。

无处不在的屏幕与连接

对于小家电、玩具、简单的智能家居控制需求来说，客户一方面可能需要为其配上一块有助于消费者进行控制的屏幕，或是增加传感器来提升感知能力，让设备的功能变得更加丰富。另一方面还要对成本进行有效控制，让产品的最终价格更具竞争力。

STM32C0面向的正是生产上述消费电子产品，且成本敏感型的用户。作为STM32家族中最经济的MCU，本次最大亮点在于实现了32位的升级。“今天客户依然用同样成本、同样价钱去买8位MCU，为什么不去买一个32位MCU呢？从性能、从供应来讲，32位MCU可以提供更高的性能和更灵活的供应。”意法半导体 MDG 中国区总监曹锦东表示。

为了保障客户能够顺利从8位迁移至32位，意法半导体在封装、引脚设计、硬件布板上都实现了兼容性设计。在封装上保持与STM32G0一致，为产品未来升级预留了空间。整体上实现了与STM320G0可以无缝切换。

32位的升级带来了更优的性能与成本，如果与STM8S进行比较，STM32C0在性能上实现了10倍的提升，也就是说过去用一个毫秒只能处理一个任务，如今则可以处理10个。不管对信号的检测、过滤、处理，用STM32C0可以更加的游刃有余。

STM32C0还具备让过去产品中的两颗芯片合二为一的能力，如某客户过去会用 STM8S做电机控制，用STM8做摇控器，现在用一颗STM32C0就能取代STM8S与STM8，同时满足了在性能与低功耗上的双重要求。“用STM32C0一颗MCU，而不去用两颗MCU，帮助客户减少供应链复杂度，同时提升整个控制性能。”曹锦东表示。

如上文所述，很多设备除了开始拥有屏幕外，还可以普遍拥有连接能力，有些是点对点技术，有些则采用点对多技术。另外，无论是在智能家居，还是工业4.0上，蓝牙Mesh组网都成为了一个重要的指标。

无线MCU在STM32家族中是一条新的产品线，本次新推出的STM32WBA系列产品，内核基于TrustZone Cortex-M33内核，主频最高100MHz，CoreMark测试成绩达407分，安全性上可通过SESIP Level3认证，采用40nm工艺。

该系列产品支持最新蓝牙协议BLE5.3协议，可以支持长距离传输，拥有2Mbps传输速率，支持扩展广播功能。意法半导体还增强了安全性，支持AES和PKA侧信道攻击防御，侧信道攻击防御可以防止一些恶性的通过外设引脚去破坏提取相关传输信息的恶性攻击。并且还拥有一个动态RTC防篡改功能。

STM32WBA内部还集成了一个巴伦，最大输出功率可以到 10dBm，保障了在无线信号不稳定时的连接体验。“举个实际的例子，假如一款便携式的穿戴设备，这个设备可以放在书包里或兜里，当这个设备与手机相连时，无线信号要通过书包、衣服和用户的身体把信号传出去，无线信号传输一定会受到阻碍。 ”意法半导体 MDG 中国区通用微控制器事业部无线产品市场经理于引表示，面对上述的状况，STM32WBA的输出功率就可以给工程师和开发人员提供灵活性，使其在开发中可以提供更强劲的信号保障。

作为一款无线产品，同样继承了STM32丰富和完整的生态系统。STM32WBA产品分为两部分，包括硬件和软件部分。硬件方面目前提供1M flash 版本的Nucleo开发板，基于 WBAA52 产品和 48pins。软件开发环境上，STM32WBA 集成到了整个 Cube开发环境中，可以用Cube WBA做一些链接，或者一些代码示例以及外设配置，还可以用CubeMX去生成代码，包括进行一些功耗计算。同时意法半导体还为其增加了CubeMonRF功能，可以检测链接质量以及无线设计相关的检测功能。

高性能高安全的工业需求

工业需求对STM32来说正在变得越来越强劲，根据预测，在潜在市场上，MCU工业市场份额将从2021年的52%增长到2026年的65%。由于在一些具体行业中的高要求，产品对于性能有着更高阶的需求，产品也要有着在不同环境下的更高可靠性，安全性也不可忽视。于此同时，成本也同样是企业主考虑是否进一步实现工业数字化的考量指标，而芯片也是决定最终部署成本的重点要素之一。

新推出的高性能MCU产品STM32H5，是一款目标让性能和安全性触手可及的产品。基于Cortex-M33 内核，主频最高可达250MHz，可基本满足大多数工业应用类需求。Cortex-M33内核比Cortex-M4的性能可以提升20%左右，而且STM32H5的Flash加速器(ART AcceleratorTM)具有更高的功能。STM32H5新的ART AcceleratorTM针对内部和外部的存储都有效，针对读取指令和数据都有帮助。同时还增加了两个数学加速器 FMAC 与 Cordic。

在满足工业自动化应用要求方面，STM32H5的正常工作温度范围扩展至125度，支持扩展外接FDCAN、以太网、USB等借口，并且支持PSA&SESIP 3级信息安全认证目标，原生硬件特性支持SIL功能安全。

通过STM32H5 Secure Manager还能简化客户在实现安全能力上的开发流程。“Secure Manager的目标是让客户开发应用信息安全部分更简单。 ”意法半导体MDG中国区通用微控制器事业部技术市场高级经理何荻凡表示，Secure Manager能帮助客户减少使用 TrustZoneTM和写信息安全代码的的复杂度。 Secure Manager还拥有更多的灵活性，并提供安全启动服务、安全升级服务、加解密服务，关键IP保护服务及认证服务。

在性价比方面，STM32H5能实现优化成本与性能之间的平衡。基于意法半导体优化的40nm工艺，同时提供很丰富的存储、外设和封装的选择。 “STM32H5在性能上实现提升，还提供给客户更多灵活性及可扩展的安全性。STM32H5是一款性价比非常高的产品。 ”何荻凡表示。

打造适应未来的好产品

意法半导体微控制器和数字IC产品部MDG亚太区、物联网/人工智能创新中心及数字营销副总裁朱利安在谈到STM32未来的增长点时表示：“STM32 MPU将会是赢得新的高价值应用的机会。”

全新推出的MPU微处理器STM32MP13正是一款能够助力客户打造适应未来的好产品，适用于包含工业 4.0、 工厂自动化、移动支付类安全终端、智能计量、智能家居、电力与新能源基础设施等多个领域。

“这款是一款应用于工业级的通用 MPU 产品，兼具了强大的安全性，超低功耗的能力，它是一款具有超高性价比的MPU产品。其具有三大特点：易用、安全、低功耗。 ”意法半导体MDG中国区通用微控制器事业部微处理器产品市场经理霍笋表示。

以STM32MP13系列中的STM32MP135为例，A7 内核主频分为 650MHz 和 1GHz 两款产品，650MHz 产品支持的结温范围是-40度到125度，主频 1GHz 的产品， 结温范围是-40度到105度，均达到了工业级要求。存储方面共支持168K 的 SRAM 和备用 RAM，还有3kb OTP，并支持外挂几乎市面上全部主流的闪存与存储规格。对于双路千兆Ethernet GMAC、双路百兆及千兆以太网、双高速USB、OTG等支持也一应俱全。

在功耗表现方面，STM32MP13在CPU100%运行时，Cortex-A7 1GHz的产品功耗可以低至 314mW，对于A7在650MHz的产品功耗可以低至222mW。在STOP模式下更是可以低至11mW。在待机模式，并且外部的备用RAM以及时钟关闭的情况下，STM32MP13可以低至12μw。

STM32MP13内置强大的安全功能，内存保护可以防止非法的访问与控制，硬件加密算法可以增强硬件稳健性，还有基于TrustZone的代码隔离，可以用于运行时的保护。此外还有贯穿产品全生命周期的安全认证，包括有SESIP Level3认证、支付行业的PCI PTS 6.0认证，还有ARM的psacertified的认证。

STM32MP13支持三类不同BGA封装，分别是14×14mm p0.8mm，11×11mm p0.5mm，和9×9mm p0.5mm，以便适应多种应用需求，并且所有STM32MP13x型号之间软件和管脚兼容，可实现更大的可扩展性。

STM32MP13和STM32MP15共用开发工具和软件，其中，完全主线化的OpenSTLinux 发行版包括Linux 板级支持包 (BSP)、驱动程序、由安全生产支持的安全引导链和流行的应用框架。OpenSTLinux发行版有助于加快终端产品上市时间，节省开发成本，确保软件能够无缝迁移扩展。新的 X-LINUX-RT 扩展包适用于STM32MP13 和 STM32MP15全系产品，为OpenSTLinux发行版增加了Linux实时功能。

面向未来智能边缘时代，STM32家族可以充分满足不同行业领域、不同层级产品的需求，并且充分保障数据安全，性比价优势还能更快加速各类应用的落地。与此同时，意法半导体还正在积极扩大内部产能，并加大合作力度，通过外部代工保障供应，提高90纳米和40纳米节点产能，通过规划支持未来四年到六年，甚至更久的客户需求，满足数字化进程中，不断增长的MCU需求。

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