Extrém alacsony fogyasztású STM32U5 mikrokontrollerek

Kimagasló teljesítmény, kiberbiztonság és beszerezhetőség

A hatékony 40 nm-es gyártástechnológia és az energiatakarékossági innovációk minden üzemmódban minimalizálják az energiafogyasztást. Az Arm^® beágyazott mag, a fejlett kiberbiztonsági és grafikai képességek, valamint a gazdag perifériakészlet igényes fogyasztói és ipari alkalmazások fejlesztését teszik lehetővé.

Az STMicroelectronics legújabb extrém energiatakarékos mikrokontroller-generációja, az STM32U5 sorozat kiváló választás az olyan legmagasabb energia-/teljesítménykövetelményeket támasztó intelligens alkalmazások számára, mint például a viselhető eszközök, a személyes használatú orvostechnikai készülékek, az otthon­automatizálási megoldások és az ipari érzékelők. A rendkívül energiatakarékos Arm^® Cortex^®-M processzorokra épülő, iparágvezető STM32 MCU-k már több milliárd háztartási készülékben, ipari vezérlőkben, számítógépes perifériákban, kommunikációs eszközökben, valamint az intelligens városokat és infrastruktúrát kezelő berendezésekben megtalálhatók.
Az STM32U5 sorozat a hatékony Arm^® Cortex^®-M33 magot az ST innovatív, szabadalmaztatott energiatakarékossági funkcióival és a chipen lévő IP-vel kombinálja, amelyek az alacsonyabb energiaigény mellett megnövekedett teljesítményt nyújtanak.
A termékcsalád a mai alkalmazásokhoz szükséges legkorszerűbb funkciókat is tartalmazza, beleértve a fejlett kiberbiztonságot a PSA-t és a SESIP (Security Evaluation Standard for IoT Platforms) 3. biztonsági szintjét célzó új hardveralapú védelmet, valamint a gazdag felhasználói élményt biztosító grafikus gyorsítókat.

Az STM32U585 blokkdiagramja

„Az ST az elmúlt öt évben csaknem megduplázta részesedését a globális mikrokontroller-eladásokból, és eddig több mint kétmilliárd ultraalacsony fogyasztású STM32 eszközt szállított ki. Szakértelmünkkel és fókuszunkkal különösen erősek vagyunk az ultraalacsony fogyasztású kategóriában, ahol a piac mintegy 25%-át birtokoljuk” – mondta Ricardo de Sa Earp, az STMicroelectronics mikrokontroller divíziójának vezérigazgatója, a csoport alelnöke. – „Arra számítunk, hogy STM32U5 mikrokontrollereink még népszerűbbek lesznek, lehetővé téve ügyfeleink számára, hogy kiváló energiahatékonyságot, teljesítményt és kibervédelmet biztosító új intelligens fogyasztói és ipari termékeket hozzanak létre”.
„A mai intelligens alkalmazásoknak energiatakarékosnak és biztonságos alapokra épülőnek kell lenniük” – mondta Mohamed Awad, az Arm IoT Business alelnöke. – „Az ST a legújabb mikro­vezérlőibe Arm technológiát épített, amivel az energiahatékonyság és a biztonság a következő szintre lép, miközben a fejlesztők az Arm Keil^® MDK-t is használhatják a végső energiaoptimalizáláshoz.”
Az ST létrehozta az STM32U5 IoT Discovery Kit-et (B-U585I-IOT02A) is, amely az MCU-t Wi-Fi^® modullal, Bluetooth^® modullal és különböző érzékelőkkel kombinálja. A Microsoft ezt a készletet választotta referenciakártyának az új Azure Certified Device programhoz. „Az STM32U5 kiváló platformot biztosít az Azure RTOS-en keresztül történő Azure IoT szolgáltatásokhoz, kihasználva az STM32U5 mikrokontroller fejlett funkcióit” – mondta Sam George, a Microsoft Corporation Azure IoT vállalati alelnöke. A készlet már kereskedelmi forgalomban kapható.
Az STM32U5 vezető ügyfelei között van a Twilio, a vezető felhőalapú kommunikációs platform megalkotója, amely az MCU-kat a Microvisor nevű innovatív IoT eszközépítő platform létrehozásához használta. Jonathan Williams, a Twilio cég vezető termékmenedzsere így nyilatkozott: „Azzal, hogy az első fejlesztők között kezdtük el használni az STM32U5-öt, a Twilio Microvisor a rendkívül alacsony fogyasztás, a hatékony teljesítmény és a fejlett kiberbiztonság egyedülálló kombinációját kapta meg, amely a Twilio ügyfelei számára elsődleges igény.”
Az STM32U5 MCU-k tömeggyártása 2021 végén indult el. A tokformák széles választékában megtalálható többek között a 4,2 mm × 3,95 mm-es WLCSP és a 7 mm × 7 mm-es UQFN48 és UFBGA169 is.

Az STM32U5 portfólió

Energiatakarékossági funkciók

A mikrokontrollerek egy innovatív autonóm üzemmódja lehetővé teszi a közvetlen memória-hozzáférést (DMA) és a perifériák tovább működését, miközben az eszköz nagy része alvó üzemmódban van az energiatakarékosság érdekében. A működési módok granuláris vezérlése lehetővé teszi az MCU memória egy részének kikapcsolását, hogy elkerülhető legyen a nem használt cellák áramellátása. Az STM32U5 MCU-k 40 nm-es gyártástechnológiával készülnek, ami az egyik legfejlettebb, MCU-k számára alkalmas technológia, amely a dinamikus és az energiatakarékos üzemmódokban is energiát takarít meg.
Az előző STM32L0, STM32L4 és STM32L5 ultraalacsony fogyasztású MCU-kból is származnak jól bevált funkciók, ilyen a dinamikus feszültségskálázás, amely a munkaterhelésnek megfelelően optimalizálja az energiafogyasztást, valamint az ST ART Accelerator™ a Flash-memória hatékony olvasásához. Az ST ART Accelerator újabb verziója már lehetővé teszi a chipen kívüli Flash és az MCU memóriájának olvasását is.
A párhuzamosan kapcsolt és menet közben kiválasztható fejlett DC/DC átalakító és alacsony feszültségesésű (LDO) szabályzó integrálásával az STM32U5 MCU-k képesek a dinamikus energiafogyasztást 19 μA/MHz alá csökkenteni.

A legfontosabb teljesítménymutatók:

• 110 nA kikapcsolt üzemmódban
• 300 nA készenléti üzemmódban
• 1,7 μA a 3. leállítási üzemmódban 16 Kbájt SRAM memóriával
• 6,6 μA a 2. leállítási módban 786 Kbájt SRAM memóriával
• Akár 19 μA/MHz aktív üzemmódban

Továbbfejlesztett perifériák

Az energiatakarékosság mellett a tervezők az igényes alkalmazásokkal is megbirkózhatnak az olyan új funkciók segítségével, mint a nagyobb Flash-sűrűség, ami akár 2 MB is lehet a chipen, és a gyors interfészek a további külső memóriabővítéshez. Az akár 0,5 MB-os chipen lévő Flash megnövelt, akár 100 000 írási/olvasási ciklust is lehetővé tevő élettartam biztosítja a felhasználói adatok megbízható tárolását.
Fejlett, nagy sebességű, 14 bites analóg-digitális átalakító (ADC) áll rendelkezésre a következő generációs érzékelési és követési alkalmazásokhoz. A többfunkciós digitális szűrő (MDF) és az audio digitális szűrő (ADF) továbbfejlesztik az ST bevált digitális szűrőjének képességeit a Sigma-Delta Modulátorhoz (DFSDM). Ezáltal a hangérzékelési képességek is fejlődtek, ami lehetőséget ad a felhasználók számára, hogy a mesterséges intelligenciát alacsony költségű, kis fogyasztású mikrokontroller-alapú felhasználási esetekbe is beépítsék. Továbbá az eszköz RAM-jának részét képező hibajavító kód (ECC) memóriájával az STM32U5 MCU-k biztonságközpontú alkalmazásokat is teljesíthetnek.

Továbbfejlesztett kiberbiztonság

Az STM32U5 sorozatban a legkorszerűbb innovációk kerültek bevezetésre, amelyek az STM32L5 kiberbiztonságra építve, az Arm TrustZone^® technológiával ellátott Cortex-M33 magot és az ST-specifikus biztonsági funkciókat tartalmazzák:

• Az AES titkosítás és a nyilvános kulcsú engedélyezés (PKA) mostantól hardveresen ellenáll az oldalcsatornás támadásoknak a differenciális teljesítményelemzés (DPA) segítségével.
• Biztonságos adattárolás a hardveres egyedi kulccsal (HUK).
• Aktív hamisításérzékelés.
• Belső felügyelet, amely zavaró támadások esetén képes törölni a titkos adatokat, segít a PCI Security Standards Council (PCI SSC) követelményeinek teljesítésében az értékesítési pont (POS) alkalmazások esetében.

STM32Cube ökoszisztéma

Az STM32Cube ökoszisztéma egy teljes körű szoftveres megoldás az STM32 MCU-k és MPU-k számára, beleértve:

• az STM32CubeMX-et a konfiguráláshoz, kódgeneráláshoz, energiafogyasztás kiszámításához;
• az STM32CubeIDE-t a konfiguráláshoz, fejlesztéshez, fordításhoz és hibakereséshez;
• az STM32CubeProgrammer-t a belső vagy külső memóriák programozásához JTAG vagy bootloader interfészeken keresztül és
• az STM32CubeMonitor Power-t az energiafogyasztás megjelenítéséhez.

Az egyablakos megoldás, az STM32Cube beágyazott szoftvercsomag tartalmazza az MCU-illesztőprogramokat, a middleware-t, beleértve az Azure RTOS-t (USB, TLS, Crypto, érintésérzékelés, fájlrendszer, TF-M, RTOS), valamint az IAR, Keil és STM32CubeIDE projektpéldákat. A TF-M egy nyílt forráskódú referenciakód az Arm PSA-ban meghatározott megbízható végrehajtási környezet (Trusted Execution Environment, TEE) megvalósításához.

Hardveres eszközök

B-U585I-IOT02A – Discovery Kit
Rugalmas prototípuskészítés vezeték nélküli csatlakoztathatósággal az alkalmazások széles skáláját teszi lehetővé az alacsony fogyasztású kommunikáció, a többirányú érzékelés és a felhőszerverekhez való közvetlen csatlakozás kihasználásával. Tartalmaz Wi-Fi és Bluetooth modulokat, valamint mikrofonokat, hőmérséklet-, páratartalom-, magnetométer-, gyorsulásmérő-, giroszkóp-, nyomás-, repülési idő- és gesztusérzékelő szenzorokat.

B-U585I-IOT02A – Discovery Kit

STM32 Nucleo alaplap – NUCLEO-U575ZI-Q
Megfizethető és rugalmas lehetőséget biztosít a felhasználók számára új koncepciók kipróbálására és prototípusok készítésére az STM32 mikrokontroller által biztosított teljesítmény- és energiafogyasztási jellemzők különböző kombinációi közül választva.

NUCLEO-U575ZI-Q – STM32 Nucleo alaplap

STM32U575I-EV – EVB
Teljes értékű fejlesztői platform, az STMicroelectronics Arm^® Cortex^®-M33 magalapú mikrokontrollerének teljes demonstrációs és fejlesztési platformjaként tervezték az Arm^® TrustZone^® és az Armv8-M biztonsági kiterjesztéssel.

STM32U575I-EV – EVB

Az STM32U5 termékbemutatók és tréningek online elérhetők, a típusok széles választéka megtalálható az EBV Elektronik kínálatában.
Az EBV Elektronik – mint vezető félvezető-forgalmazó Európában – széles gyártói portfóliójából a legújabb alkatrészek és félvezető-megoldások teljes és folyamatos ellátását garantálja. Vegye fel a kapcsolatot az EBV technológiai és piaci szakértőivel, hogy az alkalmazásaihoz az optimális megoldást választhassa!

Több mint disztribúció – EBV Elektronik!

Farkas Szabolcs
EBV Elektronik Kft.
1117 Budapest, Budafoki út 91–93.
E-mail: Ez az e-mail-cím a szpemrobotok elleni védelem alatt áll. Megtekintéséhez engedélyeznie kell a JavaScript használatát.
www.ebv.com