Mikrokontrolery STM32 z serii Ultra Low Power

 

 

Seria mikrokontrolerów STM o bardzo niskim poborze mocy jest ofertą dla projektantów aplikacji i energooszczędnych systemów wbudowanych. Zapewnia równowagę między wydajnością, mocą, bezpieczeństwem i opłacalnością. Portfolio obejmuje STM8L (8-bitowy rdzeń), STM32L4 (Cortex®-M4), STM32L0 (Cortex®-M0+), STM32L1 (Cortex®-M3) i STM32L5 (Cortex®-M33). Mikrokontrolery STM32U5 z rdzeniem Cortex-M33 to najnowsze rozwiązanie bogatego portfolio ST.

 

STM32U5 łączy najnowszy i najbardziej wydajny rdzeń ARM Cortex-M33 z innowacyjną technologią 40nm. Pozwala to na zmniejszenie zużycia energii przy jednoczesnym zwiększeniu wydajności. Seria dodaje również najnowocześniejsze funkcje wymagane w dzisiejszych aplikacjach, w tym zaawansowane zabezpieczenia cybernetyczne z ochroną sprzętową oraz akceleratory graficzne dla rozbudowanych graficznych interfejsów użytkownika.

Seria STM32U5 zawiera do 2MB pamięci Flash typu dual bank oraz 786kB pamięci RAM na pokładzie. Dostępnych jest 8 typów obudowy (od 48 do 169 pinów). Górny zakres temperatury pracy osiąga 125°C.

Główne cechy wyróżniające tą rodzinę od innych:

 

  1. Najlepsza w swojej klasie oszczędność energii
  •  wskaźniki zużycia energii:
    – 535 ULPMark-CP,
    – 149 ULPMark-PP,
    – 58 ULPMark-CM,
    – 133000 SecureMark-TLS.
  • LPBAM (Low Power Background Autonomous Mode) – innowacyjny, autonomiczny tryb zasilania, oszczędza energię, umożliwiając bezpośredni dostęp do pamięci (LPDMA Low Power Direct Memory Access) i zapewniając ciągłość pracy urządzeń peryferyjnych, podczas gdy większość urządzeń jest w trybie zatrzymania.
  • wbudowana przetwornica SMPS (Switched Power Mode Supply) obniżająca napięcie (opcjonalnie).
  • pobór prądu:
    – 110nA w trybie Shutdown,
    – 300nA w trybie Standby,
    – 1.7µA w trybie Stop 3 z 16 KB pamięci SRAM,
    – 6.6µA w trybie Stop 2 z 786 KB pamięci SRAM,
    – do 19µA/MHz w trybie aktywnym.
  1. Rozszerzona ochrona

Bazując na funkcjach bezpieczeństwa cybernetycznego występujących w układach STM32L5
z rdzeniem ARM Cortex®-M33, który zawiera technologię ARM TrustZone® i zestaw funkcji bezpieczeństwa specyficznych dla ST, seria STM32U5 wprowadza najnowocześniejsze innowacje:
– szyfrowanie AES i akcelerator klucza publicznego (PKA) są teraz sprzętowo odporne na kanały boczne,
– bezpieczne przechowywanie danych dzięki unikalnemu kluczowi sprzętowemu HUK (Hardware Unique Key),
– aktywne wykrywanie sabotażu. Wewnętrzny monitoring, który może wymazać tajne dane
w przypadku ataków perturbacyjnych, pomaga spełnić wymagania PCI SSC (PCI Security Standards Council) dla aplikacji POS (Point Of Sales),
– certyfikaty PSA i SESIP (Security Evaluation Standard for IoT Platforms) na poziomie 3.

  1. Integracja, rozmiar i wydajność
  •  zapewnia lepszą responsywność aplikacji:
    – rdzeń ARM Cortex®-M33 działający z częstotliwością 160 MHz,
    – nowy akcelerator ST ART: działający zarówno na wewnętrznej, jak i zewnętrznej pamięci Flash (8kB podręcznej pamięci cache),
    – 240 DMIPS i 651 punktów CoreMark.
  • zwiększona żywotność do 100 000 cykli odczytu/zapisu dla 512kB pamięci Flash, aby zapewnić niezawodne przechowywanie danych użytkownika,
  • wysoka integracja i innowacyjność: duża pamięć z ECC na Flash i SRAM, interfejs USB typu C z kontrolerem zasilania, interfejs CAN FD, przetwornik 14 i 12-bitowy ADC, wielofunkcyjny filtr cyfrowy (MDF) i cyfrowy filtr audio (ADF),
  • 8 typów obudowy (LQFP48, QFN48, LQFP64, WLCSP90, LQFP100, UFBGA132, LQFP144 i UFBGA169).

Narzędzia rozwojowe dla serii STM32U5

  1. Płyta ewaluacyjna STM32U575I-EV – pełny zestaw funkcjonalności STM32U5

Płyta STM32U575I-EV została zaprojektowana jako kompletna platforma demonstracyjna i rozwojowa dla mikrokontrolera opartego na rdzeniu ARM Cortex®-M33 z systemem bezpieczeństwa ARM TrustZone® i rozszerzeniem Armv8-M.

Oparta jest na mikrokontrolerze STM32U575AII6Q o bardzo niskim poborze mocy z 2 MB pamięci Flash i 786 KB pamięci SRAM, zewnętrznym interfejsem pamięci obsługującym interfejs LCD, dwoma interfejsami pamięci Octo-SPI, interfejsem USB typu C® 2.0 FS
z kontrolerem Power Delivery (UCPD), interfejsem kamery, interfejsem SDMMC, 14-bitowym
i  12-bitowym przetwornikiem ADC, dwoma 12-bitowymi przetwornikami DAC, dwoma wzmacniaczami operacyjnymi, dwoma komparatorami o bardzo niskim poborze mocy, czterema filtrami cyfrowymi do modulacji sigma-delta, czujnikami MEMS (mikrofon, akcelerometr, żyroskop), do 16 timerów, obsługą klawiszy dotykowych oraz obsługą debugowania interfejsu SWD, JTAG i ETM.

Pełny zakres funkcji sprzętowych płyty ewaluacyjnej STM32U575I-EV pomaga użytkownikowi
w tworzeniu aplikacji i ocenie wszystkich urządzeń peryferyjnych, takich jak złącze USB typu C® z USB PD, złącze sterowania silnikiem, transceiver CAN FD, USB 2.0 FS, RS -232, audio DAC, mikrofon ADC, dot-matrix TFT LCD, IrDA, IR LED, odbiornik IR, LDR, SRAM, interfejs kamery, pamięć Flash Octo-SPI, karta microSD, modulatory sigma-delta, gniazdo Smartcard, I2C i EEPROM.

Złącza rozszerzenia zapewniają łatwy sposób podłączenia zewnętrznych płyt rozszerzeń dla określonych aplikacji użytkownika.

Ponadto, wbudowany debugger STLINK-V3E zapewnia możliwość programowania i debugowania, jak również mostek wirtualnego portu USB COM.

  1. Płyta ewaluacyjna Discovery B-U585I-IOT02A – bezpośrednie połączenie z usługami w chmurze

Zestaw B-U585I-IOT02A Discovery stanowi kompletną platformę demonstracyjną i rozwojową dla mikrokontrolera STM32U585AI, wyposażonego w rdzeń ARM® Cortex®-M33 z rozszerzeniem bezpieczeństwa ARM TrustZone® i Armv8-M, 2 MB pamięci Flash i 786 MB pamięci SRAM, a także inteligentne zasoby peryferyjne. Zestaw Discovery umożliwia szeroką gamę zastosowań poprzez wykorzystanie komunikacji o niskim poborze mocy, detekcji wielodrożnej oraz bezpośredniego połączenia z serwerami w chmurze.

Zawiera moduły Wi-Fi i Bluetooth, a także mikrofony, czujniki temperatury i wilgotności, magnetometr, akcelerometr i żyroskop, czujnik ciśnienia, czujnik ToF i wykrywania gestów.

Wsparcie ARDUINO® Uno V3, STMod+ i Pmod zapewnia nieograniczone możliwości rozbudowy dzięki dużemu wyborowi wyspecjalizowanych płytek dodatkowych.

Dla jeszcze większej łatwości obsługi, wbudowany debugger STLINK-V3E zapewnia możliwość programowania i debugowania, jak również mostek wirtualnego portu COM USB.

Zestaw B-U585I-IOT02A Discovery wykorzystuje kluczowe atuty serii STM32U5, aby umożliwić prototypowanie dla różnych aplikacji typu wearable lub czujników fitness, pomiarach, przemyśle lub medycynie, z najnowocześniejszą wydajnością energetyczną i wyższym poziomem bezpieczeństwa.

  1. Płytka NUCLEO-U575ZI-Q – niedrogie i szybkie prototypowanie

Płytka STM32 Nucleo-144 stanowi niedrogi i elastyczny sposób dla użytkowników na wypróbowanie nowych koncepcji i budowę prototypów poprzez wybór spośród różnych kombinacji cech wydajności
i zużycia energii, oferowanych przez mikrokontroler STM32. W przypadku kompatybilnych płytek, wewnętrzny lub zewnętrzny zasilacz SMPS znacznie zmniejsza zużycie energii w trybie RUN. Złącze ST Zio, które rozszerza możliwości podłączenia ARDUINO® Uno V3 oraz pin headery ST morpho zapewniają łatwy sposób rozszerzenia funkcjonalności otwartej platformy programistycznej Nucleo
o szeroki wybór wyspecjalizowanych shieldów.

Płytka STM32 Nucleo-144 nie wymaga osobnego programatora, ponieważ zintegrowano na niej debugger/programator ST-LINK.

Płytka STM32 Nucleo-144 jest dostarczana z kompletem darmowych bibliotek oprogramowania STM32 oraz przykładów dostępnych w pakiecie STM32Cube MCU Package.

  1. Pakiet oprogramowania STM32Cube

Ekosystem STM32Cube to kompletne rozwiązanie programowe dla produktów STM32
(MCU i MPU), którego celem jest zwiększenie produktywności programistów poprzez zmniejszenie nakładu pracy, czasu i kosztów. Zawiera kompleksową platformę oprogramowania wbudowanego dostarczaną dla każdej serii STM32. STM32CubeIDE jest to pakiet środowisk łączący w sobie graficzny konfigurator MCU (STM32CubeMX) oraz środowisko do pisania oprogramowania (SDK). STM32CubeMX można zainstalować osobno i generować niezależnie kod do innego środowiska, np. KEIL, IAR i inne). STM32CubeProgrammer to niezależne narzędzie do programowania pamięci wewnętrznych lub zewnętrznych poprzez interfejsy JTAG lub bootloadera. STM32CubeMonitor to przydatne narzędzie wspierające debuggowanie, umożliwia wyświetlanie poboru mocy mikrokontrolera.

Ekosystem zawiera również pakiet bibliotek STM32CubeU5 oraz spójny zestaw komponentów middleware (Azure RTOS USBX, FileX/LevelX,ThreadX, NetX Duo, USB Power Delivery, TF-M,
mbed-crypto, Touch library, Network library i OpenBootloader). Wszystkie narzędzia oprogramowania wbudowanego są dostarczane z pełnym zestawem przykładów działających na płytkach STMicroelectronics.

Biblioteki STM32Cube składają się z dwóch typów – wysokopoziomowej biblioteki HAL (Hardware Abstraction Layer) zapewniającej API (Application Programming Interfaces) do interakcji z układami peryferyjnymi mikrokontrolera oraz niskopoziomowej LL (Low-Layer) odnoszącej się do funkcji zorientowanych na sprzęt, jaki oferuje STM32. Biblioteki HAL i LL mogą być używane jednocześnie z kilkoma ograniczeniami. STM32CubeU5 gromadzi w jednym pakiecie wszystkie ogólne komponenty oprogramowania wbudowanego wymagane do tworzenia aplikacji na mikrokontrolerach STM32U5. Komponenty te zgodnie z inicjatywą STM32Cube mogą być przenoszone do innych serii STM32. Interfejsy HAL i LL API są dostępne na licencji open-source BSD dla wygody użytkownika.

Urządzenia STM32U5 wspierają model bezpieczeństwa ARM PSA. Kod referencyjny Trusted Firmware M (TF-M) jest dostarczany w ramach STM32Cube w celu implementacji następujących funkcji bezpieczeństwa: Secure Boot, Secure Firmware Update, Secure Storage, resource isolation, secure execution, cryptographic engine software IP protection.

Ekosystem STM32Cube został uzupełniony o system operacyjny Microsoft Azure RTOS, co pozwoliło na ułatwienie i przyspieszenie procesu projektowania oraz rozwoju urządzeń inteligentnych, w tym także aplikacji IoT. Azure RTOS pozwala na dostarczenie gotowych do użyciu usług umożliwiających zarządzanie aplikacją. Wszystkie licencje na Microsoft Azure RTOS są dostępne bezpłatnie dla mikrokontrolerów STM32.

Skontaktuj się z nami

Masters jest oficjalnym dystrybutorem firmy STMicroelectronics. Jeśli jesteś zainteresowany otrzymaniem próbek lub chcesz porozmawiać o swoim projekcie i możliwościach zastosowania produktów STMicroelectronics zachęcamy do kontaktu masters@masters.com.pl  lub bezpośrednio z wybranym Biurem Obsługi Klienta. Doradzimy najbardziej odpowiednie rozwiązanie do Twoich potrzeb.