在眾多電子產(chǎn)品的功能開發(fā)中，微控制器無疑是居于核心的地位。目前市場上有4位元、8位元、16位元和32位元等不同類型的微控制器，其中32位元的市占率不斷提升，成為最受重視的一類產(chǎn)品。意法半導(dǎo)體(ST)看好32位元MCU的市場，在2007年即推出STM32系列，并根據(jù)市場差異化需求持續(xù)推出新產(chǎn)品，目前共有6大產(chǎn)品系列，135個型號，擁有業(yè)界基于Cortex-M核心的最完整微控制器產(chǎn)品線，而且普遍應(yīng)用于各個領(lǐng)域。 

     為了讓更多人深入了解STM32全系列控制器的特色及主要應(yīng)用方向與實(shí)例，意法半導(dǎo)體特于2010年10月14日舉行“STM32微控制器技術(shù)研討會”，除了由意法STM32技術(shù)專家進(jìn)行專題報告外，會中并邀請ARM和新華電腦，分享了ARM Cortex-M 架構(gòu)技術(shù)優(yōu)勢與STM32韌體開發(fā)工具。 

意法半導(dǎo)體　品行銷經(jīng)理　楊正廉  

      

活動現(xiàn)場攤位展示。   
  

      全球微控制器發(fā)展趨勢 

      由于各類電子產(chǎn)品的應(yīng)用復(fù)雜度愈來愈高，加上32位元MCU的成本持續(xù)降低，因此意法半導(dǎo)體產(chǎn)品行銷經(jīng)理?xiàng)钫芸隙ǖ刂赋觯骸敖窈驧CU市場需求成長最快的領(lǐng)域，必然是32位元的微控制器?！彼U明STM32的市場定位，除了提供先進(jìn)的技術(shù)和完整的產(chǎn)品線外，同時也與8位元的市場有部分重疊，要讓這個領(lǐng)域的用戶無痛升級到32位元的MCU等級。其作法是提供兼具價格優(yōu)勢和高階性能的32位元MCU，讓用戶直接跳過16位元的升級階段。 

     “整體而言，STM32系列元件具備了五大優(yōu)勢，”楊正廉表示，由于采用最先進(jìn)的架構(gòu)，因此STM32能提供絕佳的即時性表現(xiàn)，而且能保證長期的投資回收。其次在功耗上有極低的表現(xiàn)，是對環(huán)境相當(dāng)友善的產(chǎn)品。對于USB OTG、Ethernet、dual CAN等各種周邊介面進(jìn)行廣泛的支援，能夠滿足用戶現(xiàn)在及未來的設(shè)計需求。此外，針對常用的被動及主動元件，如時脈、PLL、RTC等進(jìn)行最佳化的整合，既能節(jié)省用戶的成本，也能縮小系統(tǒng)設(shè)計上所需的尺寸。第五點(diǎn)則是ST提供了延伸性的開發(fā)工具及軟體，如IDE、新手套件、程式庫、RTOS和軟體堆疊等，讓開發(fā)者更容易實(shí)現(xiàn)設(shè)計的創(chuàng)意。 

      ST的微控制器產(chǎn)量快速地成長，在這一年中已成長的50%。同時該公司也持續(xù)加碼投資開發(fā)新產(chǎn)品，以滿足不斷成長的市場需求。楊正廉在此提出一個重要的概念，他說：“過去以8位元、16位元、32位元來劃分微控制器市場的界定方式應(yīng)該被打破了。今日同樣是32位元產(chǎn)品，透過對功能的最佳化，也能滿足各種不同應(yīng)用的需求?！彼M(jìn)一步剖析指出，采用ARM不同定位的Cortex-M系列核心，加上該公司的整合功能，即能實(shí)現(xiàn)完整的MCU產(chǎn)品線。其中Cortex-M0核心適合8/16位元的應(yīng)用、Cortex-M3適合16/32位元的應(yīng)用，而Cortex-M4則適合32-bit/DSC的應(yīng)用。目前ST已取得這些核心的相關(guān)授權(quán)。 

      超低功耗及超值應(yīng)用需求 

      針對一些強(qiáng)調(diào)長時間電池壽命的應(yīng)用，ST推出了STM32L超低功耗微控制器。在Cortex-M3的低功耗條件下，STM32L還引進(jìn)了獨(dú)特的節(jié)能技術(shù)，即以意法半導(dǎo)體130nm制程的EnergyLite超低功耗產(chǎn)品平臺為基礎(chǔ)，可實(shí)現(xiàn)超低漏電流特性。此外，該平臺整合了意法低功耗快閃記憶體，并支援直接記憶體(DMA)，由于采用最佳化的節(jié)能架構(gòu)，能在應(yīng)用系統(tǒng)作業(yè)過程中關(guān)閉快閃記憶體和CPU，周邊設(shè)備仍可保持作業(yè)狀態(tài)，讓產(chǎn)品的性能、功能及電池壽命達(dá)到最佳化的狀態(tài)。 

      楊正廉表示，STM32L系列新增低功耗作業(yè)和低功耗睡眠兩個低功耗模式，振蕩器透過利用超低功耗的穩(wěn)壓器和振蕩器，微控制器可大幅度降低在低頻率下的作業(yè)功耗，穩(wěn)壓器不依賴電源電壓即可滿足電流要求。 STM32L還提供動態(tài)電壓升降功能，進(jìn)一步降低晶片在中低頻率下作業(yè)時的內(nèi)部作業(yè)電壓。 

      除了極高的效能外，STM32L還具備提高數(shù)據(jù)安全性、促進(jìn)系統(tǒng)安全作業(yè)的諸多安全功能，包括靈活的低壓重置功能(BOR)、晶片上快閃記憶體支援錯誤校正碼(ECC)、記憶體保護(hù)單元(MPU)以及JTAG熔絲。這些功能可作為所有需要安全產(chǎn)品特性和高度安全的程式碼及用戶數(shù)據(jù)管理的應(yīng)用。此外，由于STM32L電路的設(shè)計目的是以低電壓實(shí)現(xiàn)高性能，有效延長電池供電設(shè)備的充電間隔，因此其晶片上類比功能的最低作業(yè)電源電壓為1.8V，而數(shù)位功能的最低作業(yè)電源電壓為1.65V，在電池電壓降低時，可以有效延長電池供電設(shè)備的作業(yè)時間。還有一些低階應(yīng)用的市場也希望運(yùn)用到32位元MCU的優(yōu)勢，但過去受限于價格因素而不可得。 

      如今有了STM32F超值型微控制器，讓開發(fā)人員有了更多的選擇機(jī)會。這個系列元件的核心是24MHz ARM Cortex-M3處理器核心，性能可達(dá)到30DMIPS，這個優(yōu)于多數(shù)16位元MCU的性能，大量批貨下的售價卻可低于1美元，對家庭娛樂設(shè)備、家電以及工業(yè)設(shè)備等產(chǎn)品非常具有吸引力。 “值得一提的是，STM32F超值型微控制器還內(nèi)建支援消費(fèi)性電子控制(CEC)協(xié)議的硬體電路，簡化CEC在電視機(jī)、藍(lán)光播放器、個人錄影機(jī)以及家庭劇院設(shè)備內(nèi)的運(yùn)用，”楊正廉指出，CEC協(xié)議是HDMI標(biāo)準(zhǔn)，透過CEC協(xié)議，最多10臺HDMI設(shè)備可以互相識別、通訊以及管理。透過硬體實(shí)現(xiàn)CEC協(xié)議的好處很多，例如能降低處理器的負(fù)載，以處理更高階功能，從而提高產(chǎn)品價值。 

      雙介面EEPROM實(shí)現(xiàn)無線儲存 

     “這是一個小小的元件，但卻能發(fā)揮令人贊嘆的功能！”意法半導(dǎo)體產(chǎn)品行銷經(jīng)理黃鐙誼表示，這款同時支援有線及無線介面的EEPROM記憶體－ M24LR64，可以帶來許多工作上的便利性，并實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新的資料管理設(shè)計概念。 M24LR64以兩個產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)介面為基礎(chǔ)，內(nèi)建標(biāo)準(zhǔn)I2C介面的EEPROM記憶體，可與大多數(shù)微控制器或ASIC晶片通訊；同時提供一個ISO15693標(biāo)準(zhǔn)的RF(射頻)介面，可與RFID讀取器進(jìn)行無線通訊。在RF模式下，讀寫M24LR64不需要供應(yīng)電源，不僅可大幅節(jié)省電路板上電源，也可輕松、方便地從遠(yuǎn)端存取電子產(chǎn)品參數(shù)。 

     黃鐙誼指出，這個雙介面EEPROM系列產(chǎn)品能在電子設(shè)備作業(yè)與RFID系統(tǒng)之間建立聯(lián)系，此種創(chuàng)新的存取方法有很多應(yīng)用的可能性，包括對醫(yī)療設(shè)備、產(chǎn)業(yè)設(shè)備及汽車電子系統(tǒng)進(jìn)行資產(chǎn)追蹤、資料搜集、自動診斷或追蹤功能。舉例來說，物流運(yùn)籌的過程中，不需打開包裝就能輕松、正確且快速地更新參數(shù)與地區(qū)設(shè)置；對于需冷藏的食品管理來說，好處更為明顯。 “對于瞬息萬變的市場，這種功能彈性無疑是決勝的關(guān)鍵，它不僅能使設(shè)備廠商為產(chǎn)品增加新的功能，同時能降低制造成本、簡化庫存管理流程”黃鐙誼強(qiáng)調(diào)，此產(chǎn)品讓設(shè)備制造商能靈活地以無線方式設(shè)置或更新電子產(chǎn)品參數(shù)，無需連接程式設(shè)計，即可更新產(chǎn)品參數(shù)、設(shè)置軟體碼或啟動軟體。