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意法举办STM32生态系技术论坛 展现全方位应用技术实力

  • 赖品如台北

意法半导体亚太区资深产品行销经理暨台湾微控制器产品负责人杨正廉。意法半导体
意法半导体亚太区资深产品行销经理暨台湾微控制器产品负责人杨正廉。意法半导体

意法半导体在全球微控制器市场一直居于领导地位,不过随着ESG与数码转型等议题的发酵,过往的AI与物联网等加诸在微控制器上的技术,势必也要有所升级,所以随之而来的信息安全、AI技术的开发乃至于各项技术议题,对于微控制器来说,不光是硬件,软件工具的支持也不容忽视,基于这样的背景,意法于日前举办STM32生态系技术论坛,向市场宣示意法近期乃至于未来的产品布局,以及相关的开发工具能为客户带来哪些助益。

意法半导体亚太区资深产品行销经理暨台湾微控制器产品负责人杨正廉表示,意法的微控制器产品在客户的大力支持下,获得了2021与2022年的全球龙头的位置。意法在未来,会针对能源、无线、AI与高效能运算等领域持续投资,让客户的创意与发想得以实现并量产。

意法展现全产品线布局实力,M33 CPU相关方案已箭在弦上

意法半导体技术行销经理王柏雄针对产品规划与未来蓝图解释,意法在微控制器领域,可以概略分为无线、超低功耗、主流与高性能等不同产品线,近年也导入Cortex-A核心,布局微处理器市场,并且已开始有所斩获。

从意法所揭露的产品布局来看,高性能产品线,意法推出STM32H5,搭载Cortex-M33核心;主流系列则是纳入STM32C0,核心为Cortex-M0+;超低功耗则是由STM32U5担纲,同样也是搭载Cortex-M33;无线产品为STM32WBA,亦内建Cortex-M33,由此可见,单以意法在微控制器产品的布局,大量地导入Cortex-M33核心,用意在升级自家产品的网安能力。此外,意法半导体在高性能产品线也预先推出了STM32N6系列,将搭载自然神经网络处理器单元。

微处理器方面,先前已经推出STM32MP1,而STM32MP2同样也已经在产品蓝图中。意法半导体资深技术行销经理Alexandre MENGEAUD进一步说明表示,STM32MP2微处理器,已经提供样品让OEM客户进行测试,此产品将搭载单核或是双核的Cortex-A35 CPU核心,并搭配Cortex-M33 CPU,以及AI运算性能达1.35TOPS的神经网络处理器单元与3D GPU等,其主要的应用场景,将是工业4.0所需要的边缘运算、工业以太网络、TSN以及多媒体等。

同时,为了让微处理器系统的开发更加顺利,意法也推出微处理器所需要搭配的电源管理芯片,可以让整体系统的功耗达到最佳化的效果,系统成本也能得以节省。

因应边缘AI运算需求,软件工具与硬件方案皆一应俱全

意法半导体技术行销经理张耀升就边缘AI的主题,分享意法所配置之对应的开发工具,包括适用于微处理器的STM32 Cube.AI,以及X-Linux-AI;而微控制器除了STM32 Cube.AI的支持,同时也提供NANOEDGE AI Studio让客户选择。

意法半导体AI应用工程师Ryk也谈到,使用云端服务会产生相关传输与运算的费用,以及能源消耗,但若使用具备AI运算能力的边缘装置,则可以节省费用与能源。以穿戴式装置的行为识别应用为例,AI演算法其实仅需要几十KB甚至是几百KB的储存空间,十分适合由微控制器来处理。又或是车牌识别,车辆若是用极低的速度行进,微控制器也能加以因应。而在AI开发工具上,Ryk也透露,意法的STM32 Cube.AI能协助客户在AI专案上,了解该AI演算法需要多少硬件资源,客户再其依其数据选择所需的微控制器,避免AI专案进行到后半段,才发现所挑选的微控制器不敷使用,导致专案延迟。

网安重要性渐增,意法展现完整网安解决方案实力

意法半导体策略行销经理黄镫谊则是以NFC与网安元件的角度,说明这类元件如何与微控制器搭配。使用NFC Dynamic Tag与Reader,可以与微控制器搭配完成系统设计,并具备能与手机通讯或使用NFC充电的功能。若要进一步升级网安防护等级,可以搭配STSAFE-A110,其兼容于AWS、微软云端服务与私有云服务,且基本上,都具备CC EAL5+的安全等级。

意法半导体应用专案经理李庆嘉则分享了意法在TPM(Trusted Platform Module)的布局。TPM领域涵盖的应用相当广泛,像是PC、车用、物联网与服务器等,都是TPM可以发挥的舞台,以业者来说,包含了英特尔、超微、思科、Google、IBM、戴尔与HPE和华硕等。

而意法在TPM的布局上,则是从STSAFE的产品出发,延伸出STSAFE-TPM解决方案,相较于前者,STSAFE-TPM在加密服务功能更为丰富,包括RSA、ECC、3DES、HDKF、HMAC与AES等。安全等级方面,除了既有的CC EAL5+外,也符合TCG2.0、FIPS140-2等标准。客观来说,同样都是因应网安需求,不过STSAFE-A110所因应的应用层级,功能较为简单,而STSAFE-TPM更适用于网通、充电站设施与搭载Linux等相关生态系统的产品。

意法半导体专案经理黄乔正则是从另一个角度探讨意法半导体在网安的产品策略。呼应一开始意法所推出的新产品STM32H5,事实上意法在网安领域的布局,早在2019年有推出一系列的软件与韧体方案,让微控制器在不搭配外部元件的情况下,也能实现独立的网安防护机制。

意法半导体将这样的方案命名为STM32Trust,透过STM32Trust,可以完成多达十二项的网安功能需求。在这十二项功能中,其中的Secure Boot是验证应用程序的来源是否可靠,实务上,系统上电之后,Secure Boot要确保其程序码是否有被修改或是被替换,Secure Update则是要确保应用程序在升级时,所升级的新版本,其来源是否同样可靠。同时在升级的过程中,避免被恶意降级,避免产生有漏洞的旧版本出现在系统上。

黄乔正在谈及Secure Boot功能时,在意法的微控制器中,仅有STM32H5能做到,但以意法的软硬件方案的规划上,透过韧体支持,STM32有相当多的系列产品皆能雨露均沾。换言之,STM32各产品线的网安能力不一而足,若要获得进一步的提升,韧体支持就会扮演相当重要的角色。

数码电源与马达控制亦为重要市场,意法提供完整软硬件方案

意法半导体平台开发韧体经理朱晟玮就Totem-Pole(图腾柱)PFC电源设计,以STM32G4为例,向大家分享在意法在数码电源的实务经验。朱晟玮谈到,Totem-Pole PFC电源设计,可以分为单向与双向两种类别,以单向类别来看,其应用领域可以满足5G基站与数据中心相关的PSU设计,双向类别则是适用储能系统与功率调节系统。

而无论是哪种类别的设计架构,意法除了STM32G4外,同时针对Totem-pole PFC运行在60kHz以上切换频率的连续电流工作模式,也有相应的SiC(碳化矽)元件与驱动IC搭配,来满足整体电源方案的需求。STM32G4之所以能因应数码电源设计,最主要的原因在于它本身具备高分辨率的脉宽调变(PWM)Timer,以及多达五组的高速ADC(类比数码信号转换器),以及特定功能的硬件运算加速器(CORDIC及FMAC),所以十分适用于交直转换器电路的设计。

意法半导体专案经理詹儒聪则分享适用于马达控制的STM32微控制器。目前来看,意法在低端微控制器的布局中,有STM32F0与STM32G0系列,中端则有STM32F3与STM32G4,高端则有STM32H7系列。负责高端应用的STM32H7,主要是采异质双核Cortex-M7搭配M4的设计为主,这类应用除了可以满足马达控制外,同时也可以满足HMI(人机界面)、通讯等规格,所以对于工业自动化较为复杂的系统,STM32H7相当适合。

詹儒聪也提及意法在马达控制开发的相关软件与开发环境,他特别谈到ST-MC-SUITE,开发者可以在在线很容易地找到马达控制开发的相关资源,再来则是软件开发套件(SDK),开发者可以利用意法所提供的图型界面与函式库来开发所需的马达系统。目前软件开发套件已经进入6.1的版本,在图型界面上变得更加直观,它可以完全去匹配硬件的功能,开发者可以更加容易地描述他所需要的马达功能。

意法的微控制器相较于其他对手,有个主要的特色在于有相当多的产品线能广泛支持不同尺寸的屏幕显示,甚至是电容式触控功能。意法半导体专案经理廖立韡表示,现阶段以分辨率来看最小从480x272,到1024x768,都是意法微控制器与微处理器可以涵盖的范围,最低端产品包括STM32G07X,到最高端的STM32MP1。

廖立韡谈到,意法的微控制器之所以能在显示领域有相当好的表现,原因是微控制器中内建了Chrom-ART加速器,该硬件功能可以协助CPU卸载过多在图形运算上的负载,Chrom-GRC则不仅可以处理在圆形显示界面上,进一步节省多达20%的存储器使用量,同时,新推出的STM32U5系列具备Neo-Chrom,此内建图形加速器新增旋转及缩放等更强大的硬件功能。

合作夥伴亦为关键,模块与第三方工具业者分享合作经验

此次意法所举办的STM32生态系技术论坛除了意法自有的产品蓝图与相关的开发工具套件的介绍外,亦邀请了重要的合作夥伴,分享其合作经验。群登科技资深经理张斌强表示,群登是意法重要的无线技术模块方案供应商,针对LoRa、SigFox与Sub-GHz等无线网通有相当丰富的经验。

他也谈到,意法在芯片开发上,已经朝微型化的方向努力,群登则是基于这样的基础,持续整合无线射频等技术,举例来说,不同国家的电信标准皆有所不同,这部分群登已经协助客户完成处理,客户只要就不同国家的要求,由群登整合对应的射频元件,无需再进行开发,几乎就可以进入到出货的阶段。

而IAR FAE经理蔡本中则是就开发工具业者的角度,分享与意法长久以来的合作经验。目前意法官网也有提供IAR工具的支持,蔡本中表示,IAR的编译器能协助开发者的程序码最小化,应用程序的效能可以有效提升,而呼应此次论坛的主题之一,信息安全,IAR也提供Embedded Trust与Embedded Secure IP两种方案,其主要目的就是协助微控制器能够保护里面的数据与IP,目前这两款方案已经可以支持STM32F4、L4、L5、F7、H7、U5与WB5等产品线。