《電子技術應用》
您所在的位置:首頁 > 電源技術 > AET原創(chuàng) > STM32G4系列問世,,主打電機控制與數(shù)字電源市場

STM32G4系列問世,主打電機控制與數(shù)字電源市場

2019-06-23
作者:畢曉東

        近日,,意法半導體(ST)享譽業(yè)界的STM32系列處理器又添了新成員——STM32G4系列,。

        這是繼2018年底發(fā)布STM32G0系列后,ST推出的第二個以“G”命名的系列,。也是ST自2007年推出STM32首個系列STM32F1以來,,STM32產(chǎn)品線推出的第16個產(chǎn)品系列,。

        意法半導體微控制器事業(yè)部微控制器產(chǎn)品經(jīng)理、數(shù)字電源及電機控制市場經(jīng)理Jean-Marc Mathieu先生表示,,STM32G4系列并非由零開始的產(chǎn)品,,該系列是ST于2012年推出的STM32F3系列的延續(xù),它繼承了很多STM32F3的理念和基因,,帶來更強勁的性能和數(shù)模效果,。

Jean-Marc Mathieu.jpg

 意法半導體微控制器事業(yè)部微控制器產(chǎn)品經(jīng)理、數(shù)字電源及電機控制市場經(jīng)理Jean-Marc Mathieu

        意法半導體對STM32G4系列的目標定位主要分為兩方面:一個是控制類應用,,包括電機驅動,、工業(yè)設備、儀器儀表和工業(yè)測量等應用場景,;另一個重要目標領域就是數(shù)字電源產(chǎn)品,,包括高頻數(shù)字開關電源、功率因數(shù)補償,。

        STM32G4主要包括三個子系列:STM32G4x1,、STM32G4x3、STM32G4x4,,分別為入門型通用系列,、性能型通用系列和數(shù)字電源專用系列。目前,,STM32G4系列已推出數(shù)十款量產(chǎn)型號,,覆蓋從入門到高端不同需求。

        從32Kb到512Kb的Flash,;從32-pin到128-pin的管腳封裝;甫一面世,,便覆蓋從入門到高端不同需求的眾多型號,,ST對STM32G4系列的重視可見一斑。該系列無疑將成為STM32家族的又一系列里程碑式產(chǎn)品,。

        與F3系列一樣,,STM32G4同樣基于ARM Cortex M4內(nèi)核,但在性能,、外設,、安全等多方面進行了多項升級,從而帶來更強勁的性能,,更豐富的針對應用領域的功能進階,。

STM32家族中的G4.png

 STM32家族版圖中的G4

性能提升:新增數(shù)學運算硬件加速器

        STM32G4系列采用Arm Cortex-M4內(nèi)核,最高170 MHz CPU 頻率,。針對該系列定位的主要目標應用場景:控制類應用(馬達驅動),、工業(yè)設備,、儀器與測量、數(shù)字能源(數(shù)字電源及PFC),,特別設計了三種硬件加速器,,以提高運算性能。三種硬件加速器分別是:ART Accelerator? (動態(tài)緩存),、 數(shù)學運算加速器(三角函數(shù)+數(shù)字濾波),、 CCM-SRAM Routine Booster (靜態(tài)緩存)。

        數(shù)學運算加速器是意法半導體STM32G4中所注入的新功能,。包括三角函數(shù)加速器和數(shù)字濾波加速器,。三角函數(shù)加速器專門針對電機控制中所常用到的矢量運算;數(shù)字濾波加速器可被用于生成三極點三零點3p3z補償器 (數(shù)字電源) ,、Sigma Delta 調頻器及噪音整形器,。

        基于以上設計,STM32G4在運算性能方面表現(xiàn)非凡,,性能達到了最高213 DMIPS 和 550 CoreMark? 評分,。

        此外,盡管STM32G4系列定位為通用性處理器,,并非低功耗系列,,但在能耗方面同樣表現(xiàn)優(yōu)異。STM32G4系列采用了優(yōu)化的動態(tài)功耗設計,,在功耗方面性能達163μA/MHz,。

豐富外設:HRTIMer v2助力數(shù)字電源應用

        針對工業(yè)控制及數(shù)字電源領域的應用場景, STM32G4系列提供了豐富的內(nèi)置數(shù)模外設選項,,為用戶提供高集成度,、小尺寸并節(jié)約成本的解決方案。

        在常規(guī)的運放,、DAC,、ADC、比較器方面,,STM32G4提供最多6路內(nèi)置增益調節(jié)運放,; 支持多達7路的DACs和比較器;提供5個4Msps  12-bit ADCs(硬件過采樣 16bit),。此外,,還新增了內(nèi)置 CAN-FD接口 (提供高達 8Msps 傳輸速率);還內(nèi)置USB type-C Power Delivery3.0 ,; 1%精度內(nèi)置RC (-5~90dC), 2%(全溫度范圍),。

        此外,STM32G4的一個關鍵升級是,針對數(shù)字電源應用,,STM32G4系列提供了內(nèi)置全功能高精度定時器 V2的一個產(chǎn)品系列,,即 STM32G4x4 系列。

        之前,,ST在數(shù)字電源領域有兩款產(chǎn)品:STM32F334和STM32H743,,分別面向數(shù)字電源領域入門級及高性能應用。之前兩款產(chǎn)品都內(nèi)置高精度定時器(HRTIMer)v1版本,,本次推出的STM32G4x4系列,,對定時器進行了升級,內(nèi)置全新HRTIMer v2,,能夠生成184ps精度的PWM波形,,可高靈活度完成PWM波形配置。

        STM32G4x4的推出,,補齊了ST在數(shù)字電源應用的產(chǎn)品線,。

STM32數(shù)字電源產(chǎn)品線.png

ST在數(shù)字電源應用的產(chǎn)品線


功能與信息安全:雙Bank  Flash機制保駕護航

       隨著信息化時代的到來,安全性也越來越成為用戶的關注點,。對MCU廠商來說,,安全性日漸成為產(chǎn)品設計中的關鍵要素。新推出的STM32G4,,在功能安全和信息安全方面都采取的多項措施,,以保障用戶安全。

         STM32G4產(chǎn)品采用了雙Bank  Flash機制,,用戶可以在一個Bank上運行已經(jīng)加載的應用程序,,在另一個Bank上在線加載新版本固件程序,當升級加載完成后,,只要設置一個寄存器就可以實現(xiàn)瞬間切換這兩個Bank間的地址,,從而實現(xiàn)在線固件升級。

        產(chǎn)品上還設計了安全存儲區(qū)域,,當用戶應用程序啟動前,,可以在安全存儲區(qū)域中放置針對應用固件簽名認證的機制,確保所將要執(zhí)行的應用固件來源可信,。同時,,STM32G4還支持256位密鑰的硬件加解密,,方便用戶對固件遠程升級時對傳輸層信息加密,,保障了代碼的安全。功能安全方面,,ST會為用戶提供基于SIL  Class-B的功能安全認證包,,SRAM支持奇偶校驗位,方便用戶通過Class-B工業(yè)可靠性等級認證。

        除了上述幾個主要方面,,STM32G4還有許多其他亮點,,如溫度范圍拓寬到125℃,新增了80-pin和128-pin引腳封裝等,。產(chǎn)品開發(fā)相關的豐富硬件資源及軟件支持均已向用戶提供,,生態(tài)系統(tǒng)的支持更是STM32的強大優(yōu)勢。


Jean-Marc Mathieu對STM32G4系列的總結性能:170MHz  主頻  Cortex  M4內(nèi)核,,擁有三個不同加速器,;豐富和先進的內(nèi)置模擬外設;更強的功能安全和信息安全的設計理念,;STM32產(chǎn)品系列第一次在發(fā)布當天就為大家提供非常完整的一個產(chǎn)品目錄,,覆蓋非常廣闊的資源配置,以及從更寬的環(huán)境溫度范圍和新增添的80腳和128腳的兩個封裝,。


此內(nèi)容為AET網(wǎng)站原創(chuàng),,未經(jīng)授權禁止轉載。