为产品功能带来持续创新的32位元微控制器
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跳脱过去MCU以位元宽度的区分，ST以ARM架构的Cortex-M0/M3/M4架构微核心，以功耗？效能？周边与无线通讯的应用，分化出W、L、F0~F4等系列，全系列350款产品均维持pin-to-pin脚位兼容设计，使业者从低端产品到高端产品的开发都可以无缝转移的目标，并且广为应用在消费性电子、工业控制、居家自动化、智能能源等新兴领域的应用…
意法半导体(ST Microelectronic)产品行销经理杨正廉指出，STM32微控制器的DNA，在于不再以传统业界对MCU做8/16/32bit位元宽度上的区分，ST以兼顾高效能与低耗能的单一32位元ARM Cortex-M0/M3/M4微核心─STM32架构，涵盖所有8/16/32bit的嵌入式？消费型？工控应用。从STM32 W、L1、F0、F1、F2、F3、F4七大系列，全系列350款产品均可藉由pin-to-pin脚位兼容设计，在各种平台的开发均可达成无缝转移的目标。
从架构与规格来看，Cortex M0为V6M架构、Thumb, Thumb-2系统指令集，Cortex M3为V7M、Thumb与 Thumb-2全指令集，Cortex M4为V7ME架构、Thumb/Thumb-2/DSP/SIMD/FP指令集，Cortex-M0/M1具备56道General data processing、I/O control tasks指令，Cortex M3追加100道Advanced data processing、Bit field manipulations等指令，而Cortex M4针对DSP信号处理追加80道(SIMD, fast MAC)指令，而Cortex M4 FPU追加29道Floating Point浮点运算指令。
Cortex M0、M3、M4的执行效能分别为0.9DMIPS/MHz、1.25DMIPS/MHz、1.25DMIPS/MHz，均具备可程序化中断控制器，Cortex M0接受32个中断，4个中断阶层，Cortex M3/M4可达240个，8~256个中断阶层；Cortex M0不具备计分页防护单元与ETM侦错追踪模块的选配，Cortex M3则提供容错界面(Fast Robust Interface)的选配，Cortex M0不提供硬件除法器，且单周期乘法为选配，Cortex M3/M4则提供硬件除法器、单周期乘法、位元边界指令支持，Cortex M4提供单周期DSP/SIMD指令与浮点硬件线路的支持，汇流排方面，Cortex M0仅支持AHB Lite，而Cortex M3/M4支持AHB Lite、APB汇流排。
杨正廉强调，从STM32 F4具备168MHz、210DMIPS最高效能，是全球最快的Cortex M4微控制器，以及超低功耗的STM32 W系列。同时全系列具备完整且多元化的周边，从USB OTG、Ethernet、CAN工业汇流排控制器到2.4GHz无线收发器等。从STM32 W/L1/F0/F1/F2/F3/F4全系列超过350种版本，在相同封装的版本维持脚位兼容的设计，开发者可以选用相同的开发软件套件。ST也提供完整的STM32协助业者产品快速上市。提供免费的STM32标准周边函式库、STM32红外线传输软件、马达控制软件与HDMI CEC软件。
目前ST同时提供支持全系列STM32架构的STM320518评估板，售价199美元，具备触控屏幕显示，提供所有周边I/O界面支持，开发软件函式库与示范软件；另外也有仅7.99美元的简易STM32F0DISCOVERY评估板，采STM32 F0微处理器设计，全系列评估板均可以搭配ARM MCU体系中的第三方IDE开发软件，像AISONANCE、Aiji、Hitex、IAR System、Atollic、iSystem、Green Hills、KEIL、LAUTERBACH、SIGNUM、TASKING、expresslogic与CMX System等厂商产品可供选择。
STM32 F0系列
杨正廉介绍STM32 F0系列MCU，具备24MHz、22DMIPS、16~32KB Flash的STM32F050，以及48MHz、38DMIPS、16~64KB Flash的STM32F051两大系列，均提供5通道DMA控制器，连接11种周边界面，Bus Matrix汇流排矩阵设计允许Flash程序码执行于同步进行数据DMA的传输。全系列依照内建的SRAM 4K/8K/12K，以及16bit Timer、SPI界面数，从20pins TSOP、28/32pins UQFN、48/64/100pins LQFP等封装的区别。新的STM32F051采ARM 32bit Cortex M0核心，支持2~3.6V工作电压，作用模式下功耗为250μA/MHz，暂停模式下仅5μA，而待机模式下RTC耗电仅0.43μA。
在周边部份，STM32F051内建8组计时器(1组32位元，其余16位元)、4组USART、2组SPI、2组I2C，以及藉由HDMI连接线达成Consumer Electronics Controll(CEC)遥控功能，12bit ADC with 1MSPS、12bit DAC、2组Comparators与分离电源设计，支持18键触控，以及永磁同步马达(PMSM)的控制界面。在工控应用的安全整合性方面，具备硬件RAM同步位元检查、采内部？外接Clock时脉备援设计，双看门狗计时器、CRC检查功能的DMA，允许实时程序码执行与快闪存储器数据的独立完整性，符合EN/IEC 60335-1 Class B安全规范。
STM32F051/0/2应用目标在工控计时器、通讯周边如智能电表、家庭自动化与传感器，家电部份如具备触控界面、需控制马达的洗衣机，以及消费性电子如蓝光影碟机、游戏机、打印机、USB Dongle与遥控器等应用。ST也提供STM32 F0 MCU具备跟8/16位元MCU竞争的低成本报价。
STM32 F3系列
杨正廉介绍具备32bit/DSC应用的STM32 F3系列，采用ARM Cortex M4核心，256KB Flash存储器、32~40KB RAM设计，72MHz工作时脉能提供63DMIPS从Flash执行)以及94DMIPS(从CCM-SRAM执行)的执行效能。STM32 F3系列创新的内嵌数码信号控制功能，节省了以往需要外加RTC、温度传感器、DAC、Comparators比较电路、Op Amp等零件，降低智能装置的BOM表成本。
分有STM32F302/303/313与STM32F372/373/383两大系列，并依48/64pins LQFP与100pins LQFP/BGA封装，64~256KB Flash容量为区分。STM32F302/303设计40KB SRAM，其中搭8KB的Core-Coupled Memory(CCR SRAM)，可以将部份程序码放置于零等待状态的CCR-SRAM以加快执行速度，避免Flash执行延迟的现象；同时内建1~2组12bit DAC、4~7组快速比较电路、4~7组12bit 5MSPS ADC SAR、2~4组Op Amp、CAN 2.0B汇流排控制器、USB 2.0与2组16bit、144MHz的AMC计时器。STM32F372/373/383设计32KB SRAM、1~3组医疗电子所需的16bit ∑∆ ADC类比转换线路、1~3组12bit DAC、1~2组Comparators、1组12bit 1MSPS ADC SAR、HDMI CEC、CAN 2.0B汇流排控制器与USB 2.0控制器。
STM32F3系列的设计应用优势在于具备双马达控制与PFC功率因素修正电路，可以在需要马达的家电设计应用上减少BOM表成本，同时先进的类比IP智财，提供仅50ns仅50ns的快速比较电路(Fast comparators)、1%精准度的Op Amp放大器，200ns、支持39通道的12位元ADC类比数码转换器；同时核心采取实时RAM同步位元检查、Flash 16bit CRC与CCR-SRAM防写机制、双看门狗计时器的设计，符合了EN/IEC 60335-1 Class B安全规范。
在周边连接性方面，STM32 F3系列提供了USB 2.0全速汇流排、HDMI CEC遥控功能、I2C串行界面，采11组输入信号源配对的16bit ∑∆ ADC类比转换线路，可做为医疗电子、生化监测之用；内建投射式电容触控(Capacitive touch sensing)，支持到最多24点触控功能。同时STMF3系列也可做为太阳能变频器、LED照明系统、直流电源变压器与智能量测仪表之用。
仅11美元的STM32F3 Discovery kit (开发工具套件)，提供全系列STM32 F3产品的开发。包含采用STM32 F3 MCU设计的工程评估板(EVB)，板子内建九轴向的MEMS微机电传感器(陀螺仪与罗盘芯片)，可做为3D动作传感的应用，ST网站上也提供相关的软件转写范例与技术文件。
杨正廉总结STM32 F3系列微控制器，提供独特的Cortex-M4 MCU/FPU/DSP执行效能，与丰富的类比周边资源，像是DAC、PGA，具备快速5 MSPS类比转换线路、∑∆ ADC类比转换线路、Comparators快速比较线路等。同时在制造承诺上，ST拥有意大利Agrate Brianza、Catania、Crolles，Rousset、法国Tours、新加坡等地共15座晶圆厂，每一款STM32微控制器，至少有两家不同地区的晶圆厂在生产，同时也有部份产品在台湾台积电下单生产，以避免天灾人祸时的产能停滞或无法调度的情况。
STM32 W瞄准新兴应用领域
杨正廉提到ST新推出的STM32W微控制器采24MHz Cortex M3微核心架构，内建256KB Flash、16KB SRAM、2.4GHz IEEE 802.15.4 ZigBee无线收发器、低功耗基带处理器与AES 128bit编码引擎，瞄准于无线传感网络(Wireless Sensor Networks；WSN)市场。可做为游戏体感控制、工控、运动健身、健康照顾、居家自动化、环境监控与智能能源的应用。
像ST提出了以STM32 W设计、针对机顶盒或居家自动化的RF4CE线上遥控解决方案，遥控器部份可以支持RF4CE的所有装置的遥控控制，并提供QWERTY附加键盘的设计；而居家自动化的UI装置，具备先进的控制UI，可作灯光明暗控制、窗帘与家电开启关闭等居家控制的应用。
另外ST也跟BroadComm博通合作，设计出WiFi加ST MCU的无线模块，功能上支持802.11bgn，支持分散式天线设计，以及提供UART、ADC、DAC、I2C/SPI等周边界面。以及无线遥控器进化到可以控制家庭内的所有电气装置，并透过云端网络系统，在户外也能监控家中电气用品甚至线上开启？关闭。
另外像是250W太阳能发电板的变频╱变压线路设计，智能电网中分配各地发电厂电源、居家太阳能电源的电源调度？管控的设计，以及工控上像是变频器(Inverter)的设计应用，可程序化逻辑控制开关(Programmable Logic Control；PLC)、人机界面(HMI)，在平板电脑所使用的加速传感仪、陀螺仪传感芯片，能够传感到使用者把平板电脑采水平或垂直方向的握持位置，搭配操作系统自动切换成水平(Landscape)或垂直(portrait)的画面显示；另外在健康照顾、医疗电子(Health Care & Medical)的领域，像是脉搏血氧仪(Pulse Oximeter)的设计，都是ST新兴踏入的应用领域。
