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Analyse der komplexesten Low-Power-MCU STM32U5

  • Autor:ROGER.
  • Freigabe auf:2021-11-01

März 2021,Halbleiter(ST) gab den Start angekündigtSTM32.U5, September STM32U5 Erste Modell-offizielle Produktion, was auch bedeutet, dass ST den ersten Ultra-Low-Power-Mikrocontroller für die PSA 3- und SESIP 3-SAFE-Authentifizierung geboren hat.

St Chinas Ministerium für Microcontroller-Divisionsmarkt und Appirex Cao Jilong sagte, dass STM32 niedrige Stromverbraucher-Serien ProdukteSTM32L.5 bis STM32U5, obwohl der Kernel gleich ist, wird es verwendet.ARM V8-Architektur von Cortex-M33, aber sein Verfahren,SchaltkreisDas Design und andere Aspekte haben große Innovationen gemacht, und die neue 40NM-Technologieplattform wird verwendet, was auch der geringe Stromverbrauch der Zukunft ist.Mcu.Wichtige Unterstützungsplattform.

GeschichteAuf, Ultra-Low-Power-Produktlinie war schon immer die strategische Produktlinie von STM32. Seit 2007 wird der erste Cortex-M-Kernel freigegeben.Single-Chip-MikrocomputerDanach erweiterte ST 2009 den Microcontroller der Cortex-M-Serie auf Ultra-Low-Power-Feld.

Ricardo de SA EARP, Vizepräsident und Microcontroller-Business Unit, in der Erklärung: "In den letzten fünf Jahren ist der globale Anteil der ST-Mikrocontroller fast verdoppelt, dass der Ultra-Niedrig-Mikrocontroller-Versand von STM32 so weit über 2 Milliarden US-Dollar überschreitet. Reiche Low-Power-Technologie-Reserven und den Fokus auf die MARKET-Low-Power-Märkte, lassen Sie uns einen starken Vorteil in der Mikrocontroller-Kategorien von Ultra-Low-Power und machen etwa 25% des Marktes aus. Teilen. "

St China Microcontroller Produktmarktmanager Peng Zuoji sagte: "STM32U5 kann auf industrielle Intelligenz angewendet werdenFließmesser, Gesund- und Fitnessklasse tragen Produkte, medizinische Pflegeausrüstung, POS-Zahlungsterminals usw. Hohe Anforderungen an Stromverbrauch und Sicherheit. "

Cao Jindong enthüllte, dass das von der European Hauptquartier eingeführte STM32U5-Produkt eine große Anzahl einzigartiger Innovationen hat. Aus dem Migrationsleitfaden, der vom ST-offiziellen Stm32L4 (+) bis STM32L5 angegeben ist, beträgt STM32L5 bis STM32U5 98 Seiten, und es wird verdoppelt, was auch zeigt, was auch zeigt, dass STM32U5 Querzeit aufweist. Laut STM32 Design Director Patrick Ai.Die Doune stellte ein, dass der totale Designer, der an dem Produkt beteiligt ist, 300 Jahre alt.

Dann wurde der STM32U5 gestartet, welchen neuen Funktionen als erstes Produkt der U-Serie-Plattform erzielt wurden? Lassen Sie Cao Jindong und Peng zuoji einzeln interpretiert werden.

Geringer Stromverbrauch und hohe Leistung

Erstens ist die Punktzahl von EEMBC Ulpmark direkt, die Leistungsanalyse in verschiedenen Modi abdeckt. STM32 ist auch die einzige Marke, die alle 4 Punkte angibt, was auch das Vertrauen in die volle Situation des geringen Stromverbrauchs erweist. PENG ZUJIAN sagte, dass Kunden unterschiedliche Anwendungsszenarien haben, einige sind hohe Lastarbeit, einige sind lange Standby-Anwendungen, so dass ein einfacher Kontrast μA / MHz nicht für jeden Kunden gilt. Durch die Bereitstellung von Punkten verschiedener Arbeitsszenarien können Kunden eine Referenz besser ausführen.

Zusätzlich zur Annahme der fortgeschrittenen 40NM-Technologie und zur Verbesserung des Lecks gleichzeitigStromNeben dem dynamischen Strom verbessert STM32U5 den Energieverwaltungsmodus, erhöht den autonomen Modus mit niedrigem Power-Hintergrund (LPBAM, ein tieferer Hintergrund-Autonome Modus) und einige Peripheriegeräte und Funktionen, die unter geringem Stromverbrauch ausgeführt werden können.

16kb s in STM32U5RAMAls autonomer Modus des Tiefkrafthintergrundes können SieZentralprozessorIm Falle des Schlafes,I2C.SPi, Serielle Schnittstelle,ADC.Gleiche periphere Daten vergingen LPDMAÜbertragen Sie darauf, wachen Sie dann die CPU zur Einweg-Batch-Verarbeitung auf, wenn die Daten auf einen bestimmten Betrag gesammelt sind. Der Zweck der Einsparung der Stromversorgung wird erreicht, indem häufige Weck-CPUs vermieden werden. Laut St.PrüfungklassischDatensammlungDas Modell der Aufwachungsbehandlung kann die Anzahl der CPUs an das Original 1/10 drehen.

Drittens ähnelt der LPRRAM, der partitionierte Flash und SRAM bereitstellt, und Benutzer können ungeöffnete Flash und On-Demand nach Anwendungsszenarien ausschalten oder den Stromverbrauch reduzieren, indem die Flash-Lesegeschwindigkeit reduziert wird.

Neben dem geringen Stromverbrauch ist eine hohe Leistung auch ein wichtiges Merkmal von STM32U5. Bis zu 160 MHz-Prozessor hat die STM32U5-Serie die Leistungsbewertung von 240 ° C und 651coremark erreicht, und die Frequenz der vorherigen Generation STM32L5 des Cortex-M33-Kernels beträgt 110 MHz.

Zur gleichen Zeit, um die Leistung weiter zu verbessern, integriert STM32U5 auch den FMAC- und Cordic-mathematischen Rechenbeschleuniger; für Optimierung, externe Speicheranweisungen und Daten-Durchsatz-Cache-Kunstbeschleuniger (8 KB-Anweisungs-Cache, 4kb-Daten-Cache) und für Ressourcenressourcen 2.5D im FalleGrafikBeschleuniger Ch.Rom-Kunst.

Weitere funktionale Sicherheits- und Informationssicherheit

"Cortex-M33 wird von der ARM V8-Architektur für High Data Security-Anwendungen entwickelt, Joins Trustzone-Technologie, ist zu treffenInternet der DingeHohe Sicherheitsanwendungen, aber in der Tat haben wir gesehen, dass die aktuelle MCU noch nicht ausreichend Sicherheit erreicht wurde. "Cao Jindong sagte.

STM32U5 fügt auch mehr Sicherheitsfunktionen auf der Grundlage von L5 hinzu, um die Sicherheit des Internets der Dinge sicherzustellen.

"Single Single-Core-Isolation oder Trustzone-Unterstützung ist offensichtlich nicht genug." Peng Zuoji sagte. Daher ist neben der Kernel-Isolation STM32 daher für Isolationskonfigurationen für Speicher-, Bus- und Peripheriegeräte innerhalb des Produkts ausgelegt.

Darüber hinaus fügt STM32U5 auch sicherere verschlüsselte Merkmale sowie vollständige, gesteuerte Multi-Layer-Schutzstate-Maschinen hinzu. Der Speicherschutz ist speziell für den internen Speicher, Manipulationen, fügt OTP-Raum sowie die Gestaltung der aktiven Manipulation aktiver Verstoßes hinzu.

PSA-Stufe3 muss verhindern, dass sowohl Software als auch Hardware angreift, sodass STM32U5 auch AES-Module hinzugefügt wird, die Grenzangriffe verhindern.

Peng Zujian sagte, dass der Arm eine nicht-variable Trust-Wurzel unter sicherem Rahmen für die PSA-Stufe3-Zertifizierung erfordert, und der auf STM32U5 unterstützte Sicherheitsstart basiert auf dieser sicheren Wurzelbasis. Als Antwort auf solche Sicherheitsstartfunktionen bietet ST einen relevanten Referenzcode bereit, der den Benutzern dabei hilft, ein relevantes Sicherheitsstart und sichere Firmware-Lade- und Sichere Firmware-Updates zu sichern.

Wenn Sie TF-M (TRUS verwenden müssenTE.D Firmware für Cortex-M) Architektur, Zusätzlich zu TrustZone, um die internen Dienste und Softwarezonen in Kanäle und Nicht-Kanal aufzuteilen, können Sie auch Administratorrechte und Benutzerberechtigungen für Softwareberechtigungen festlegen. Unter Verwaltung gibt es auch eine PSA im Glaubensbereich.ModularitätLokale Sicherheitsdienste können zur Verfügung gestellt werden, darunter mehr und hinzufügende alternative, sichere lagerbezogene, kanal-belege- und zertifizierende Initialisierung. Diese entsprechen der Zertifizierung der dritten Ebene über PSA und den Firmware-Rahmen, der einen TF-M vertrautete.

STM32U5 bietet auch ein sicheres Firmware-Laden. Nachdem der Kunde entworfen wurde, ist es berechtigt, die Produktion von Drittanbietern zu erstellen und die Sicherheit der Software nicht zu gewährleisten. ST kann den Benutzern dabei helfen, die Anzahl der Sicherheit und Verbrennung von Burning-Firmware in einer brennenden Umwelt von Drittanbietern streng zu kontrollieren.

Aufgrund der Verbesserung des manipulationssicheren und des Softwareschutzes eignet sich STM32U 585 auch zur Steuerung der Anlagen der PIN-Transaktionssicherheit (PIN-Transaktionssicherheit (PIN), die den technischen Anforderungen des Zahlungskartenindustrie-Sicherheitskomitees (PCI SSC) erfüllen muss. Als sichere General MCU bietet STM32U 585 eine ganzheitliche Lösung für Entwickler mit einem vereinfachten Vertriebs- und Selbstbedienungs-Zahlungsendgerät.

Produkte zum Erhalten der "PTS offiziellen Genehmigungsgeräte" müssen in der Regel Sicherheitschips für Online-Angriffe und Seitenbandangriffe verteidigen, sondern auch eine MCU-Management-Tastatur separat verwenden.MonitormitUSBVerbindung und andere Funktionen. Nun integriert STM32U585 monolithisch alle Funktionen, vereinfacht das Produktdesign und optimiert die Produktionslogistik von Beschaffung und Inventar zur Endmontage. Terminalhersteller können auch Authentifizierungsprodukte schneller und leichter nach PCI-PTS V6 testen.

Leistungsfähigere Speichereinheit

Mcu.AuswahlIn Bezug auf die Verarbeitung ist die Verarbeitung ein Aspekt, und der Speicher ist ein weiterer wichtiger Indikator.

Neben der Verwendung der Partition, um einen geringen Stromverbrauch zu erreichen, ist STM32U5 weiter erweitert.

Wie gezeigt, plant der Blitz von STM32U5 von 128 KB bis 4 MB, der die Auswahl des Benutzers erheblich erweitert. Gleichzeitig hat Flash maximal 0,5 MB Flash mit 100.000 Lese- und Schreibfunktionen, und der Rest der Benutzerdaten wird verbessert, und der Rest beträgt 10.000 Mal.

Das SRAM ist 786kb und unterstützt ECC, um wichtige Sicherheitsanwendungen zu erfüllen.

Gleichzeitig nimmt STM32U5 auch einen statischen statischen Speichercontroller FSMC sowie ein Octospi an, der eine flexiblere externe Speichererweiterung unterstützt.

Genauere Simulation

Für Sensor- und Tracking-Anwendungen der nächsten Generation bietet die neue Produktreihe auch ein fortschrittliches Hochgeschwindigkeits-14-BitModus Digital Converter.(ANZEIGEC).

MultifunktionszahlFilter(Mdf) undAudio Digitale Filter (ADF) ersetzten den digitalen Filter der SIGMA-Delta-Modulation (DFSDM). Es verbessert die Sound-Erkennungsfunktion erheblich, was die Soundaktivitätserkennungsleistung verbessert, und kombiniert LPDMA-Niedrigstromverbrauchseigenschaften, mit denen Benutzer die Sprachwellenfunktionen auf Anwendungsszenarien auf Anwendungsszenarien auf Anwendungsszenarien auf Anwendungsszenarien basieren können, die auf günstigen Mikrocontroller auf Anwendungsszenarien integrieren können.

Mehr reichliches Ökosystem.

Seitdem verpflichtet sich STM32, ein perfektes Ökosystem aufzubauen, und nun mit der offiziellen Veröffentlichung von STM32U5 unterstütztBewerten von Bord,IotentdeckenKitUnd das Mindestsystem Nucleo wurde unterstützt. Je nach Speicherplatz, Hardwareverschlüsselung und der Form von Paketen hat ST 24 Modelle von STM32U5 gestartet.

Es ist erwähnenswert, dass das IOT-Explorations-Kit, einschließlich des Hauptprozessors STM32U585, auch viel mehr erhöht hatSensorUnd Audiomikrofone. Für drahtlose Funktionen gibt es STM32WBBluetoothmitZigbee.Das Modul sowie Wifi Wireless-Module, die von Qingke-Informationen entwickelt wurden, realisieren ein einfacheres Internet der drahtlosen Verbindung.

GegenEntwicklungs-KitNeben dem STM32CUBE-Software-Set kündigte ST auch mit Microsoft im Jahr 2020 an, um gegen Azure zusammenzuarbeiten, das STM32Cube-Ökosystem direkt von Azure verwendet RtosSuite, Unterstützung mehr Anwendungscode-Beispiele und mehr Middleware, einschließlich Betriebssysteme, Dateisysteme, TCP / IP-Protokolle, USB-Protokolle usw. Ich habe Ressourcen benötigt, die durch verschiedene Dritte erzielt werden müssen, und jetzt kann alles frei sein und ein Stopp sein.

Auf Github tiefst sich STM32Cube eingebettete Software an, und Ingenieure können verwandte Informationen schneller verfolgen. Peng Zuo wurde offenbart, dass das entsprechende Konfigurationstool im vierten Quartal 2021 für LPBAM eingeführt wird.

Zusammenfassen

Das STM32U5 ist ST für ein Kettenradprodukt im Bereich mit niedrigem Leistung. Cao Jindong sagte auch, dass die MCU des niedrigen Stromverbrauchs sorgfältig poliert werden sollte. Um die perfekte Entwicklung aller Vorteile der Cortex-M33-V8-Architektur zu gewährleisten, nimmt ST eine sichere Strategie, optimierte Schritt für Schritt, der ersten Einführung von L5 als Brücke von U5 und L4 und dann weitere Iteration, Optimierung Produktreihe.

Die U-Serie erzielt im Vergleich zu der L-Serie ein wesentliches Upgrade, unabhängig davon, ob es sich um den Prozess oder den Mikrorahmen handelt, ist niemals einem kleinen Wandel in L4 bis L4 + ähnlich. Obwohl ST keine offizielle einheitliche Antwort hat, möchte ich glauben, dass die Ultras die Ultra darstellt, da sowohl der Stromverbrauch, der Sicherheit ist, die U-Serie hat die ultimative MCU mit niedrigem Stromverbrauch.