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最も複雑な低電力MCU STM32U5の解析

  • 著者:ROGER.
  • 発行::2021-11-01

2021年3月、半導体(ST)発売を発表しましたSTM32U5、STM32U5最初のモデルの公式生産、これはまたSTがPSA 3とSESIP 3の安全な認証のための最初の超低電力マイクロコントローラを生まれたことを意味します。

St Chinaのマイクロコントローラ部門市場およびAppirex Cao JilongはSTM32低消費電力シリーズ製品STM32L.5~STM32U5では、カーネルは同じですが、使用されます。 Cortex-M33のV8アーキテクチャですが、そのプロセス、回路デザインやその他の側面は大きな革新をしており、新しい40nmテクノロジプラットフォームが使用されています。これもまた未来の消費電力です。マクウ重要なサポートプラットフォーム

歴史オン、超低電力製品ラインは常にSTM32の戦略的な製品ラインです。 2007年以来、最初のCortex-Mカーネルが解放されています。シングルチップマイクロコンピュータその後、2009年に、STはCortex-Mシリーズマイクロコントローラを超低電力場に拡大しました。

声明の中で指摘された副社長とマイクロコントローラ事業部のRicardo de Sa Earp:「過去5年間では、STマイクロコントローラの世界的なシェアはほぼ2倍になっています。豊富な低消費電力技術は、低消費電力市場に備えて焦点を当てており、超低消費電力マイクロコントローラのカテゴリに強い利点を持ち、市場の約25%を占めています。シェア。」

St China Microcontroller Product Manager Peng Zuojiは、「STM32U5は産業情報に適用できます流量計、健康的でフィットネスクラスの摩耗製品、医療機器、POS支払い端末などは、消費電力とセキュリティに関する高い要件を持っています。 "

Cao Jindongは、ヨーロッパの本社から導入されたSTM32U5製品には、非常に多くの独自の革新があります。 ST公式からの移行ガイドから、STM32L4(+)~STM32L5は54、STM32L5~STM32U5は98ページであり、2倍になり、STM32U5が横断時間があることを示している。 STM32デザインディレクターパトリックによると AI.Douneは、製品に関与する合計設計者が300を超えたことを導入しました。

その後、STM32U5が起動し、Uシリーズプラットフォームの最初の製品としてどのような新機能が達成されましたか? Cao JindongとPeng Zuojiを1つずつ解釈しましょう。

低消費電力と高性能

第一に、EEMBC UlpMarkのスコアは直接与えられ、異なるモードでの電力分析をカバーするSTM32は4つすべてのスコアを発表する唯一のブランドであり、これもまた低消費電力の完全な状況への信頼を証明します。 Peng Zujianは、顧客が異なるアプリケーションシナリオを持っていると述べたため、高負荷作業であり、一部は長いスタンバイアプリケーションであるため、単純なコントラストμA/ MHzは各顧客には適用されません。さまざまな作業シナリオのポイントを提供することによって、顧客は基準をよりよく実行することができます。

より高度な40nm技術を採用し、同時に漏れを改善することに加えて現在動的電流に加えて、STM32U5は電力管理モードを改善し、低電力の背景自律モード(LPBAM、低背景自律モード)、および低消費電力で実行できるいくつかの周辺機器および機能を向上させる。

STM32U5の16KB sRAM低消費電力の背景の自律モードとして、CPU睡眠の場合、I2CNSp、 シリアルポート、ad等しい周辺データはLPを渡しますDMA.それに転送してから、データが一定量に蓄積されたときに使い捨てバッチ処理のためにCPUを起動します。電力を節約する目的は、頻繁な起動CPUを回避することによって達成されます。セントによるとテストクラシックデータ収集ウェイクアップ処理のモデルは、CPUの数を元の1/10に変えることができます。

第3に、それはLPRAMと似ています。これは、パーティションフラッシュとSRAMを提供し、アプリケーションのシナリオに従って未開封のフラッシュやオンデマンドをオフにしたり、フラッシュ読み取り速度を短縮することで消費電力を削減できます。

低消費電力に加えて、高性能もSTM32U5の主要な機能です。最大160 MHzのプロセッサで、STM32U5シリーズは240DMIPSと651COREMARKのパフォーマンススコアに達し、Cortex-M33カーネルの前世代のSTM32L5周波数は110MHzです。

同時に、パフォーマンスをさらに高めるために、STM32U5はFMACとCORDIC数学的コンピューティングアクセラレータも統合します。最適化、外部記憶局およびデータスループットキャッシュアートアクセラレータ(8 KB命令キャッシュ、4KBデータキャッシュ)およびリソースリソース2.5Dその場合グラフィックアクセラレータCH.ROM-美術。

より機能的なセキュリティと情報セキュリティ

「Cortex-M33は、高いデータセキュリティアプリケーションのためのARM V8アーキテクチャによって開発され、TrustZoneテクノロジが結合することです。モノのインターネット高セキュリティアプリケーションですが、実際には、現在のMCUがまだ十分なセキュリティを達成していないことを見ました。 "jindongは言った。

また、STM32U5は、インターネットのセキュリティを確保するために、L5に基づいてより多くのセキュリティ機能を追加します。

「シングルシングルコアアイソレーションまたはトラストゾーンサポートは明らかに十分ではありません。」Peng Zuojiは述べた。したがって、カーネルアイソレーションに加えて、STM32は製品内のストレージ、バス、および周辺機器の分離構成のために設計されています。

さらに、STM32U5はまた、より安全な暗号化された機能、およびフルレンド制御された多層保護ステートマシンを追加します。ストレージ保護は特に内部ストレージ、改ざん、OTPスペースを追加し、アクティブな違反のアクティブな改ざんの設計です。

PSA Level3は、ソフトウェアとハ​​ードウェアの両方を攻撃から防止する必要があるため、STM32U5は境界攻撃を防ぐAESモジュールも追加します。

Peng Zujianは、ARMがPSAレベル3認証のための安全なフレームワークの下では非可変の信頼ルートを必要とし、STM32U5でサポートされているセキュリティの起動はこの安全なルートベースに基づいています。そのようなセキュリティ開始機能に応答して、STは、関連するセキュリティブートとセキュアファームウェアのロードおよびセキュアファームウェアアップデートを実装するのに役立つ関連する参照コードを提供します。

TF-M(TRUS)を使用する必要がある場合teCortex-M)アーキテクチャー、内部サービスとソフトウェアゾーンをチャネルと非チャンネルに分割するためのTrustZoneに加えて、ソフトウェア権限に関する管理者権限とユーザー権限を設定することもできます。管理下で、信仰地域にもPSAがあります。モジュール性より多くのおよび追加の代替ストレージ関連、チャネル関連、および認証の初期化を含む、ローカルセキュリティサービスを提供できます。これらは、PSAを介した第3レベルの認証と同等のものと同等です。

STM32U5は安全なファームウェアのロードも提供します。顧客が設計された後、それは第三者の生産を生み出す権限があり、ソフトウェアの安全性を保証することはできません。 STは、サードパーティ製の燃焼環境での燃焼ファームウェアの安全の数を厳守するのに役立ちます。

改ざん防止およびソフトウェア保護の強化のため、STM32U585はまた、支払いカード業界セキュリティ標準委員会の技術的要件(PCI SSC)の技術的要件を満たさなければならないPIN取引セキュリティ(PTS)機器の制御にも適しています。 STM32U585は、安全な一般的なMCUとして、STM32U 585は、販売およびセルフサービスの支払い端末を備えた開発者向けのホリスティックソリューションを提供します。

「PTS公式承認装置」を入手するための製品は、通常、オンライン攻撃やサイドバンド攻撃のためのセキュリティチップを防御する必要がありますが、MCU管理キーボードも個別に使用する必要があります。モニターUSB接続やその他の機能現在、STM32U585はすべての機能をモノリシックに統合し、製品設計を簡素化し、調達と在庫から最終的な組み立てのための生産物流を最適化します。端末製造業者は、PCI PTS V6によると、認証製品をより早く、より簡単にテストすることもできます。

より強力なストレージユニット

マクウ選択処理に関しては、処理は一態様であり、記憶は別の重要な指標である。

低消費電力を達成するためにパーティションを使用することに加えて、STM32U5はさらに拡張されています。

示されているように、STM32U5のフラッシュは128KBから4MBのプランを計画しており、これはユーザーの選択を大幅に拡大します。同時に、100,000回の読み書き機能を持つ最大0.5MBのフラッシュを持ち、残りのユーザーデータが改善され、残りは10,000回です。

SRAMは786KBで、主要なセキュリティアプリケーションを満たすためにECCをサポートしています。

同時に、STM32U5はまた、可変静的ストレージコントローラFSMC、ならびにオクトスピを採用しており、これはより柔軟な外部ストレージ拡張をサポートする。

より正確なシミュレーション

次世代のセンシングおよび追跡アプリケーションのために、新しい一連の製品は高速高速14ビットも提供しますモードデジタルコンバータ)(広告NS)。

多機能番号フィルター(MDF)オーディオ デジタルフィルタ(ADF)はSTのシグマデルタ変調デジタルフィルタ(DFSDM)を置き換えた。音響検知機能を大幅に向上させ、これは音響活動検出性能を向上させ、LPDMA低消費電力特性を組み合わせることで、ユーザーは低コスト、低電力マイクロコントローラに基づくアプリケーションシナリオに音声ウェイクアップ機能を簡単に統合できます。

より豊富な生態系

STM32は完璧な生態系を構築することを約束し、今、STM32U5の公式リリースで、サポートボードを評価するイートに見るキットそして核の最小システムがサポートされています。現時点では、ストレージスペース、ハードウェア暗号化、およびパッケージの形式に応じて、STはSTM32U5の24モデルを発売しました。

STM32U585メインプロセッサを含むIOT探査キットもまたはるかに増加していることを言及する価値があります。センサーオーディオマイク。無線機能の場合は、STM32WBがありますブルートゥース千鳥モジュール、ならびにQingke情報によって開発されたWiFiワイヤレスモジュールは、ワイヤレス接続の簡単なインターネットを実現しています。

に対して開発キットSTM32CUBEソフトウェアセットに加えて、STM32CUBEエコシステムはAzureを直接使用するために、2020年にマイクロソフトと発表しました。 RTOSスイートは、オペレーティングシステム、ファイルシステム、TCP / IPプロトコル、USBプロトコルなどを含む、より多くのアプリケーションコードの例などをサポートします。私は異なる第三者を通して取得されるべきリソースを必要としていました、そして今すべてが自由であることができ、1つの停止することができます。

Githubでは、ST STM32CUBE組み込みソフトウェアを共有し、エンジニアは関連情報をより早く追跡できます。 Peng Zuoは、2021年第4四半期に、対応する構成ツールがLPBAMのために導入されることを明らかにした。

要約する

STM32U5は、低電力場のスプロケット製品のSTです。 Cao Jindongはまた、低消費電力のMCUを慎重に磨くべきであると述べた。したがって、Cortex-M33 V8アーキテクチャのすべての利点を完全に開発するために、STは安全な戦略を取り、最適化されたステップバイステップ、L5をU5とL4のブリッジとして、そしてその後さらなる反復、最適化生産ライン。

Uシリーズは、プロセスまたはマイクロフレームからのものであろうと、Lシリーズと比較して大きなアップグレードを達成し、L4からL4 +の小さな変更には似ていません。それでは、統一された返信はありませんが、消費電力、セキュリティの両方が低電力MCUの究極のものを持つので、超統一回答は超高値を表しています。