中国电子技术网

设为首页 网站地图 加入收藏

 
 

ST STM32L4:整合Cortex-M4内核超低功耗高性能MCU

关键词:可穿戴设备 微控制器MCUARM Cortex-M4STM32L4

时间:2015-06-02 13:50:47      来源:bwin客户端

在当今微控制器(MCU)市场,8位MCU凭借高性价比一直是中低端市场的首选。越来越多的用户开始选择高性能的32位MCU,而性能和功耗一直是设计人员选择的难题。日前,ST整合其超低功耗微控制器技术与在ARM Cortex-M4内核领域积累的多年丰富经验,推出适用于下一代节能型消费电子产品、工业、医学和计量产品的STM32L4系列微控制器。设计人员无需以牺牲功耗为代价,便可以得到更高的性能和更大的存储容量。

在当今微控制器(MCU)市场,8位MCU凭借高性价比一直是中低端市场的首选。越来越多的用户开始选择高性能的32位MCU,而性能和功耗一直是设计人员选择的难题。日前,ST整合其超低功耗微控制器技术与在ARM Cortex-M4内核领域积累的多年丰富经验,推出适用于下一代节能型消费电子产品、工业、医学和计量产品的STM32L4系列微控制器。设计人员无需以牺牲功耗为代价,便可以得到更高的性能和更大的存储容量。

STM32L4系列微控制器是集成超低功耗和高性能的产品。采用创新技术,系统架构实现多项创新,引入智能外设;高集成度,大小仅为3.8mm×4.4mm的微型封装,适用于可穿戴、空间小的应用;继承了STM32家族的引脚全系兼容性,支持STM32开发生态系统。

低功耗和高性能的技术实现

ST公司在低功耗技术领域不断创新,一直在进步。五年前说到低功耗,最低功耗可能是500nA或300nA,如今,STM32L4在电池供电模式下,当32个32位备份寄存器运行时,最低功耗可达到4nA。一个MCU包括工作模式、睡眠模式、关断模式和待机模式,不同模式所恢复时间和RAM保存的数据会有所不同。过去要保留所有RAM数据,功耗要超过1µA以上,而STM32L4在待机模式下保留32KB SRAM内容时,功耗可低至360nA。

STM32L4微控制器基于一个为降低功耗,提高电源管理灵活性而全新设计的平台,充分利用意法半导体丰富的低功耗技术,包括根据不同处理需求调整功耗的动态电压调整、内置FlexPowerControl的智能架构和有7个子模式选项的电源管理模式,其中包括停机、待机和最低功耗30nA的关机模式。意法半导体的批量采集模式(BAM,Batch Acquisition Mode)能使处理器在低功耗模式下仍可与通信外设高效交换数据。STM32L4有多种低功耗模式,让用户可以有更多的低功耗模式选择以满足特定的应用需求。不同工作模式,唤醒时间不一样。两种不同睡眠模式下,唤醒资源也是不一样的,同样也会导致功耗不一样,最低功耗电池供电有3个I/O口、以及ITC和RTC,比如中断,RTC一出可以让整个系统唤醒。

两款新系列产品STM32L476和STM32L486基于运算频率80MHz的ARM Cortex-M4处理器内核,内置浮点运算单元(FPU,floating-point unit)可支持DSP指令。ST的自适应实时加速器(ART Accelerator,Adaptive Real-Time Accelerator)是新系列微控制器的另一个附加优势,使微控制器能够在无等待状态下执行闪存内的代码,处理性能高达100DMIPS,而功耗仅为100µA/MHz。高达1MB的双区(dual-bank)闪存可支持复杂应用和读写同步功能,并提供一个128KB的静态随机存取存储器(SRAM, Static Random-Access Memory)。

STM32L4应用案例

表计

用户对于表计的需求首先是低功耗和高性能。STM32L4内部集成了Sigma Delta滤波器,可以连接外部24位的Sigma Delta调制器或脉宽密度调制(PDM,Pulse Density Modulation)麦克风,Sigma Delta可以把信号接过来进行滤波和进行信号处理,信号更加干净和有效。当用户进行抄表,不管有线、无线,数据需要加密避免其他人读取。STM32L4拥有多个通讯接口能够对数据进行加密,当表计内部数据存储太多,STM32L4可以帮助用户导入数据。STM32L486集成了一个符合高级数据加密标准(AES,Advanced Encryption Standard)的256位硬件加密协处理器,结合STM32L4的其它功能,例如独立电池备用域及防篡改输入功能,该加密处理器为智能电表等安全型应用提供一个强大的产品平台。

可穿戴设备

STM32L4更重要的应用方向就是可穿戴应用,基于STM32L4设计的可穿戴设备,接口可以直接连接数字麦克风,省去外部的电路,对数字麦克风的信号直接进行处理。当数字麦克风接入后还有音频的输出,STM32L4具有音频接口输出音频信号。STM32L4有特别设计一个模式BAM(批量采集模式),当CPU没有用到这个数据时,传感器已经发送出去,数据往往会射击过来,把它放在一起,最终特定模式会把数据进行上传,需要硬件进行支持。

在应用时,例如测量信号和模拟信号,STM32L4内部可以放置模拟设备,比如增益放大器,让STM32L4做模拟信号转换和检测时会更加有效。设备内的金融卡或Smart Card可以帮助用户做钱包的加密。STM32L4内的接口SWP,可以进行Smart Card接口协议设计,方便用户在做金融支付时和Smart Card进行连接。

超低功耗、Cortex-M4的高性能表现和DSP功能、智能模拟功能、以及丰富的数字接口功能,这些特性使STM32L4系列适用于智能联网(smart connected)和物联网(IoT)产品应用、以及各种工业、医疗和消费性电子产品。STM32L476采用LQFP64封装。为解决散热性能对某些应用的挑战(例如在封闭或高温环境中使用微控制器),意法半导体还推出了工作温度高达125℃的微控制器产品。

图  STM32L4系列微控制器

  • 分享到:

 

猜你喜欢

  • 主 题:村田电源 — 适用于PoE应用的直流-直流隔离模块
  • 时 间:2023.11.28
  • 公 司:村田&Arrow

  • 主 题:智能家居连接舒适未来,TE 解密行业趋势与挑战
  • 时 间:2023.11.29
  • 公 司:DigiKey&TE

  • 主 题:Melexis FIR & ToF 传感器在 AIoT 市场的应用
  • 时 间:2023.12.06
  • 公 司:Melexis&Arrow