ST新款STM32L4微控制器突破超低功耗應用的性能極限
2015-05-20 12:49:26 未知 |
ST整合其超低功耗微控制器技術與在ARM® Cortex®-M4內核領域積累的多年豐富經驗，成功創造出適用于下一代節能型消費電子產品、工業、醫學和計量產品的STM32L4系列微控制器。
兩款新系列產品STM32L476和STM32L486基于運算頻率80MHz的ARM Cortex-M4處理器內核，內置浮點運算單元（FPU, floating-point unit）可支持DSP指令。意法半導體的自適應實時加速器（ART Accelerator™, Adaptive Real-Time Accelerator）是新系列微控制器的另一個附加優勢，使微控制器能夠在無等待狀態下執行閃存內的代碼，處理性能高達100 DMIPS，而功耗僅為100μA/MHz。高達1MB的雙區（dual-bank）閃存可支持復雜應用和讀寫同步功能，并提供一個128KB的靜態隨機存取存儲器（SRAM, Static Random-Access Memory）。
STM32L4微控制器充分利用意法半導體豐富的低功耗技術，包括根據不同處理需求調整功耗的動態電壓調整、內置FlexPowerControl的智能架構和有7個子模式選項的電源管理模式，其中包括停機、待機和最低功耗30nA的關機模式。意法半導體的批量采集模式（BAM, Batch Acquisition Mode）能使處理器在低功耗模式下仍可與通信外設高效交換數據。
在嵌入式微處理器基準評測協會（EEMBC, Embedded Microprocessor Benchmark Consortium）發布的標準化ULPBench®超低功耗微控制器能效對比評測中，STM32L4系列微控制器獲得123分的業內最高成績。意法半導體微控制器產品部總經理Michel Buffa表示：“STM32L4獲得123分ULPBench測試成績是今天業內最好的測試成績，這說明現在的設計人員無需以犧牲功耗為代價，便可以得到更高的性能和更大的存儲容量。”
低總體功耗，Cortex-M4的高性能表現和DSP功能，智能模擬功能，以及豐富的數字接口功能，這些特性使STM32L4系列非常適用于智能聯網（smart connected）和物聯網（IoT）產品應用，以及各種工業、醫療和消費性電子產品。
STM32L4現已接受大客戶訂購樣品，預計于2015年第二季度量產。STM32L476采用LQFP64封裝。
技術細節：
能夠實現能效和性能最大化，并同時確保低功耗，除整合低功耗的制造技術外，STM32L4還受益于智能架構與通信外設。數字外設包括一個帶有專用電源的USB全速（OTG, On-The-Go）控制器，即使系統電源只有1.8V，客戶仍可通過USB保持通信。另一個數字外設是Sigma-Delta調制器數字濾波器（DFSDM, Digital Filter for Sigma-Delta Modulator），可用于連接外部Sigma-Delta調制器或脈寬密度調制（PDM, Pulse Density Modulation）麥克風。
模擬外設包括三個12位/5MSps的模數轉換器，內部智能操作功能可支持兩種不同的采樣速率：低速采樣功耗僅為數十微安（μA），能夠限制最大電流；高速采樣可使處理器快速返回超低功耗模式。這些模數轉換器提供最高16位的分辨率和硬件過采樣功能。參考電壓緩沖器通過VREF+引腳為模數轉換器、數模轉換器或外部元器件提供基準電壓信號。此外，當微控制器進入深度睡眠的節能模式，總體電流降至數百個微安時，兩個具有采樣和保持功能的12位數模轉換器仍會照常工作。其它模擬外設包括兩個功耗僅為300nA的超低功耗電壓比較器以及兩個運算放大器，運算放大器具有內外部反饋路由（feedback routing）和可編程增益放大器（PGA, Programmable-Gain Amplifier）功能。
STM32L4智能架構使微控制器能夠在內核、DMA控制器、存儲器和外設之間并行傳送數據和指令，進一步提升性能和能效。FlexPowerControl是智能架構的另一個優勢，有助于實現節能省電設計，當微控制器處于低功耗模式時只保留I/O電平，使SRAM保持待機狀態，管理特定外設與I/O端口的獨立電源。
STM32L486集成了一個符合高級數據加密標準（AES, Advanced Encryption Standard）的256位硬件加密協處理器，結合STM32L4的其它功能，例如獨立電池備用域及防篡改輸入功能，該加密處理器為智能電表等安全型應用提供一個強大的產品平臺。
為解決散熱性能對某些應用的挑戰（例如在封閉或高溫環境中使用微控制器），意法半導體還推出了工作溫度高達125°C的微控制器產品。
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