2024年STM32 Summit巡回论坛
近年来,随着MCU(微控制器)的竞争愈加激烈,加上边缘AI、数码转型与节能议题等需求殷切,各家MCU大厂无不在新一代MCU产品线强化其竞争优势,甚至是进一步扩大在MPU(微处理器)的产品阵容,扩大其产品组合以满足市场需求。也因此,ST(意法半导体)于日前举办2024年STM32 Summit巡回论坛,介绍MCU与MPU的新一代产品蓝图,同时为了迎合生态系的广泛需求,在开发工具与函式库方面,ST延续过往的市场策略,有相当完整的布局。
ST亚太区副总裁暨台湾区总经理Giuseppe Izzo于开场致词时谈到,台湾正处于多项转型和过渡的关键时期,从电气化、交通运输,到基于人工智能的工业流程,还包括能源技术与管理,以及更广泛应用于运算平台和数据中心的人工智能。这些发展最终将扩展到全球范围,Giuseppe Izzo也强调,ST将在台湾全力支持这些发展工作,欢迎各界能更多加了解ST在MCU产品的竞争实力。
ST APeC区域副总裁暨台湾业务负责人Damien LECONTE则是就ST目前的发展现况作通盘的介绍,ST在2023年总营收达到173亿美元,整体市场策略将持续聚焦智能移动、功率与能源,以及云端互联与自动化等技术面向,以此为基础,再投放至车用电子、工业控制、个人电子、通网与运算等应用领域,而这些应用领域,ST大多皆居于领导地位。而ST本身就是IDM(整合元件制造)类型半导体业者,所以仍会提升其资本支出与研发,与本地及全球客户合作,共同推动技术创新与应用发展。
延续既有产品线规划,新一代系列方案布局完整
在正式进入主题后,意法半导体技术行销经理Edward以宏观的角度介绍STM32系列中相当重要的主力产品线,他特别提及,ST自2007年便开始推出以ARM cortex-M 为核心的MCU策略,据市调机构的统计,STM32连续在2022与2023年在通用型MCU市场取得业界领导地位,在MCU市场分别从实时性能、高效节能、周边界面、最佳化整合与生态系等面向满足不同市场需求,STM32提供了高达十年以上的供货保证,确保客户在产品的维护上不会受到影响。截至目前为止,STM32产品已经累积了二十几条产品线,以此为基础,并延伸出不同的子系列家族供广大客户因应用来选型。
首先,在MPU方面,在ST推出STM32MP1已经逐渐取得市场能见度后,ST也开始布局新一代的STM32MP2的推广,其搭载新一代的Cortex-A35 核心,有单核与双核的选择,同时也整合Cortex-M33 微控制器,可以兼顾实时运算性能表现与网安的相关需求。在MCU方面新成员以高性能为出发,有STM32H7R/S、STM32H5新子系列,以及确定会搭载NPU架构即将发表的STM32N6系列;主流产品线则有包括STM32C0新子系列、超低功耗系列则有STM32U0新成员,以及适用于物联网应用的无线蓝牙STM32WBA等;针对特殊应用的数码电源与马达控制则有STM32G4扮演其重要角色。
以产品个系列探讨来看 , STM32H7R/S ROM-Less设计并内建2.5D GPU,提供客户在追求高效能且更能有弹性的设计,优异的2.5D GPU则提供HMI应用设计上更为出色的显示效能 , 同时在网安防护上可以达到SESIP第三级和PSA L3认证的等级,内部内建容量达620K SRAM与64K 开机所需之bootflash。STM32U0隶属超低功耗家族,整合了LCD驱动IC,无需外挂石英震荡器,亦提供多元丰富的周边传输界面,优异的低功耗表现也相当出色。
至于STM32C0扮演8或16位元MCU升级及入门款32位元的角色,同时提供8位元产品线相同的包封,让客户可以以低成本获取32位元MCU的效能,以新子系列的STM32C071而言,是近期才发布的产品,主要是锁定USB相关的应用。而ST也将将陆续推出STM32C0搭载更高存储器容量与丰富周边的产品线。
STM32MP2确定搭载16纳米制程,性能规格有感升级
新一代的STM32MP2在导入Cortex-A35 CPU后,确定可以支持64位元指令的程序工作,同时CPU频率最大可到1.5GHz,ST应用工程师Bossen在会中谈到,STM32MP2将会采用16纳米制程,其性能表现、运作温度、网安、GPU与以太网络等规格,相较前一代STM32MP1,都有全面性的升级,与此同时STM32MP2也有搭载AI运算性能达1.35TOPS的NPU,来处理需要边缘AI运算的应用。
此外,网安设计上,是采用Cortex-A35与M33共同形成联防的作法,搭配市面上常见的TrustZone,目标达到工业网安等级SESIP第三级与PSA第一级的要求。如前所提,由于STM32MP2在Cortex-A35分为单核与双核版本,ST在封装上,让大多数同系列的MPU都能做到接脚兼容,软件开发与函式库上,也是全产品线支持。
值得一提的是,在操作系统上,除了可以支持Android外,在Linux版本,一共涵盖OpenSTLinux、BuildRoot与OpenWrt等三种版本。应用情境方面,则是涵盖了工业自动化视觉识别、智能城市、智能家庭与家庭机器人等,但大抵上,这些都是典型的边缘运算AI应用,背后皆需要STM32MP2的运算性能支撑,而ST所提供的边缘运算开发工具,可以协助客户训练出所需要的模型,若有网安疑虑,模型训练也能在本地进行。
兼顾Sub-G与2.4GHz频段,高整合度为无线MCU产品线特色
无线MCU产品线方面,2024年ST则是锁定STM32WL与STM32WBA两大产品线,ST APeC无线产品行销经理Watson表示,针对STM32WL,ST主要是为了因应Sub-G频段而打造出的产品,而市场相当耳熟能详的STM32WB,则是对于2.4GHz的频谱而生,所以两大系列产品线的定位有所不同。Watson进一步谈到,STM32WL为了能让ST MCU客户的开发更为方便,提供了将ST MCU与LoRa射频前端加以整合,这也是目前全球首颗推出如此LoRA/FSK/MSKBPSK/高度整合的SoC产品。
而STM32WBA则是因应2.4GHz频段所要用到的无线技术协定,将蓝牙、Zigbee与Matter RCP等加以整合,搭载Cortex-M33 CPU,频率则为100MHz,采用40纳米制程。此外,STM32WBA因应不同的运作模式与CPU频率,其电流消耗都有其优异的表现,所以像是需要电池应用的物联网产品,此款MCU就十分适合。
免费提供开发工具,协助客户大幅缩短开发时间
边缘AI运算一直是ST十分重视的应用领域,ST除了在MPU与MCU等硬件有所着墨外,ST在软件工具与应用场景,有相当完整的解决方案,协助客户快速完成系统开发。ST AI技术创新中心Ryk指出,早在2018年期间,ST就已经推出STM32Cube.AI模型转换工具,到目前为止已经推出第十个版本以及云端服务。随着ST这几年来的发展,现在许多开发工具与函式库均免费提供。
在开发流程上,ST可以协助客户选定模后,将模型上传至云端环境,由云端协助测试客户欲使用的开发板,借此了解整体的跑分表现,再决定是否要购买其开发板,或是另寻其他更适合的系列产品,这为客户省去不必要的购买成本。ST资深应用工程师Jerry则延续了在AI开发工具上探讨的内容。在STM32Cube Ecosystem的开发环境中,所有硬件产品线都有相对应且丰富的范例供客户参考,并提供针对STM32产品系列提供全面性一站式软件包,包括硬件抽象层(HAL)和底层驱动(LL) API等周边驱动程序,进而快速缩短学习曲线。此外,ST也与其他第三方烧录系统业者合作,从初始原型设计到大规模生产,全面满足客户需求。
STM32G4软硬升级,通吃数码电源与马达控制
数码电源与马达控制也是ST旗下MCU产品所高度聚焦的应用领域之一,ST资深应用工程师Jeff谈到,STMG4产品线,就可以同时满足这两大应用,ST对STM32G4打造了对应的生态系统套件,并在最新的STM32CubeG4套装软件中增加新的范例程序,帮助开发者进一步了解无人机、小型电动车以及各种数码电源的应用。
在STM32的生态系统中,提供PFC、PSU拓扑与马达控制所需要的SDK、文档等,让开发上变得更加容易。Jeff进一步指出,新一代的STM32G474产品线,虽然仅是搭载Cortex-M4 CPU,但是在高分辨率计时器与PWM输出等,相较于过去所推出的STM32H743与STM32F334等,有相当程度的升级,对于电源设计来说会带来相当大的助益。
ST技术行销专案经理 Eddie阐述ST的ST25 NFC有三个产品类别,ST25T系列是NFC带有天线的Tag但没有一个I2C界面,可用于奢侈品做产品保护或品牌信息、消费者参与、资产追踪、票务、品牌保护、门禁控制、游戏等。ST25D系列是指也提供I2C界面的Dynamic NFC Tag。数据可透过I2C界面与MCU或着透过NFC界面更新传输,可用于工业、照明、计量、马达控制、消费、家电、医疗保健等。
ST25R系列是NFC Reader用于存取标签,也可用来与手机传输,可用于POS和mPOS terminal、汽车、门禁、游戏、读卡机 + 标签等。受益于ST25R结合ST25T的产品通常由主机和附加配件(例如消耗品或电池)组成。ST25R +ST25T解决方案已在市场上广泛部署,美容、家居、医疗保健和许多其他产业的产品受益于 ST25 的 NFC 使用案例,为消费者、产品制造商和设计师带来附加价值。ST NFC无线充电提供充电、充电过程动态控制、检测异物保护、一般NFC使用通讯案例,例如配对、身份验证、参数设定等。使用NFC无线充电的好处是提供更好的可靠性,也更简单实现防水/防尘设计。
最后,意法半导体台湾区微控制器产品负责人杨正廉表示,ST持续在MCU和MPU领域加强产品布局,推出了多款具备高性能和低功耗的产品,涵盖了工业自动化、智能城市、物联网及边缘运算等应用场景。在2024年STM32 Summit巡回论坛中,ST不仅展示了新一代的STM32微控制器与微处理器产品,还强调了在边缘AI运算、无线通讯和数码电源等领域的创新技术解决方案。这些产品与技术的推出,旨在进一步满足市场对高效能、低功耗和网安的需求,并强化ST在全球半导体市场的领导地位。ST的策略不仅限于硬件产品,还配合完整的开发工具与函式库,为客户提供全面的技术支持,助力其快速开发并推入市场。