ST量產(chǎn)G0系列單片機，欲延續F0的暢銷(xiāo)輝煌

　　照片：從左至右，ST中國區微控制器事業(yè)部市場(chǎng)及應用總監曹錦東先生，ST微控制器部產(chǎn)品線(xiàn)市場(chǎng)經(jīng)理Pierre Charvet先生，ST中國區微控制器事業(yè)部市場(chǎng)經(jīng)理于引女士

　　G0量產(chǎn)，是F0的延續

　　F0是STM32單片機(MCU，微控制器)中的明星系列，銷(xiāo)量位居該公司第二(注：第一是F1系列)。近日，ST(意法半導體)公司宣布量產(chǎn)STM32G0系列MCU，以替換原先的F0系列，性能更高，功耗更低，來(lái)進(jìn)一步提高STM32在相關(guān)細分市場(chǎng)上的覆蓋率。

　　圖 STM32平臺的14個(gè)系列(均有十年供貨保證)

　　此前的2018年10月12日，意法半導體(ST)曾宣布推出STM32微控制器(MCU)家族的第12個(gè)產(chǎn)品系列，定位于無(wú)線(xiàn)的STM32WB系列，僅僅一個(gè)多月，ST又推出了兩個(gè)系列——低功耗的L5系列和此次發(fā)布的G0系列?？梢?jiàn)，在過(guò)去的12年間，ST已發(fā)布了14條產(chǎn)品線(xiàn)，形成了一個(gè)廣泛而密集的32位MCU平臺，產(chǎn)品型號達800多個(gè)。2019年ST將有更多的產(chǎn)線(xiàn)線(xiàn)和產(chǎn)品型號問(wèn)世，具體地，G系列可能會(huì )推出更多的產(chǎn)品系列;ST銷(xiāo)量最大的F1系列是基于A(yíng)rm M3核的，但ST今后不會(huì )在M3核上發(fā)展新產(chǎn)品了，而是采用Arm更高效的內核。

　　ST中國區微控制器事業(yè)部市場(chǎng)及應用總監曹錦東先生解釋這樣做的原因，稱(chēng)今天客戶(hù)遇到的挑戰是：在做當前的項目時(shí)，同時(shí)也在考慮下一個(gè)項目，因此客戶(hù)希望今天的項目和下一個(gè)項目使用同一個(gè)平臺，并能夠滿(mǎn)足現在還無(wú)法預測到的更大設計挑戰。

　　STM32平臺希望有豐富的產(chǎn)品線(xiàn)，可以在性能、功耗和客戶(hù)目前難以預料到的挑戰方面對客戶(hù)有好的支撐?！按笾行⌒涂蛻?hù)喜歡ST的原因是：總能找到一個(gè)他們需要的STM32系列MCU，無(wú)論是高性能還是低功耗?！辈苠\東總監稱(chēng)。

　　那么，友商也有很多產(chǎn)品線(xiàn)，對于ST來(lái)說(shuō)，如何讓客戶(hù)更容易地使用STM32平臺?主要有三方面。首先是和中國的合作伙伴共拓生態(tài)系統，因為今天的創(chuàng )新更復雜，例如包含了物聯(lián)網(wǎng)/大數據處理、AI方面等方面的合作，ST可以提供硬件支撐，幫助客戶(hù)從想法到設計方面的實(shí)現。二是專(zhuān)注垂直應用。今天的應用比過(guò)去更復雜，除了控制，還有接入、聯(lián)網(wǎng)、數據安全等，ST一方面銳意創(chuàng )新。另一方面采取收購策略，例如2018年7月收購了Draupner Graphics，現在該公司的TouchGFX套件現已緊密集成在STM32Cube生態(tài)系統中，助力AI、可穿戴產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)。三，關(guān)注廣泛的中小客戶(hù)，在拓展渠道方面，包括線(xiàn)上和線(xiàn)下在開(kāi)展，例如，2018年9月，STM32官方在線(xiàn)商店入駐阿里巴巴天貓商城，使客戶(hù)更容易接觸和購買(mǎi)ST的芯片和開(kāi)發(fā)板。阿里巴巴近日稱(chēng)，在其所有芯片店里，STM32是最活躍的、轉換率(注：指從訪(fǎng)問(wèn)到購買(mǎi))是最高的。

　　G0的主要優(yōu)勢

　　ST微控制器部產(chǎn)品線(xiàn)市場(chǎng)經(jīng)理Pierre Charvet先生介紹了G0，主要目的是希望產(chǎn)品高效、穩健、簡(jiǎn)單。具體地，高效體現在集成度高、低功耗，穩健體現在物理設計上的安全和可靠，簡(jiǎn)單即工具和生態(tài)系統易于使用。

　　在降低物料清單成本方面，ST有組直觀(guān)的數字：無(wú)需外部時(shí)鐘、去耦電容以及采用更小的PCB板，可總共節省15美分;此外增加了USB-C充電，且有安全燒寫(xiě)代碼，合計又節省了40美分。

　　內核性能上，G0的主頻是64MHz/59 DMIPS，而F0是48MHz，因此G0的性能更高。

       功耗性能上，盡管不是超低功耗，但是性能也非常好。例如G0提供了很多低功耗模式，例如可快速喚醒、STOP、待機、shutdown和VBAT。尤其VBAT達到了低功耗系列L4系列的水平。

　　存儲容量選擇也很多，量產(chǎn)中的128KB核64KB存均配備最高的32KB SRAM。定時(shí)器頻率高達128 MHz。12位ADC，采樣速率更高，達到2.5MSPS還有16位硬過(guò)采樣?？梢詽M(mǎn)足寬泛產(chǎn)品需求，適合更多產(chǎn)品需求。

　　產(chǎn)品分為基礎型、超值型等。超值型在重要功能上決不妥協(xié)，提供安全(safety)等保證。

　　熱門(mén)問(wèn)答

　　問(wèn)：既然G0是F0的延續，為何要開(kāi)辟一個(gè)新系列G0?

　　答：性能也有很大提升，降低了BOM(物料清單)，因此通用性更強，適合消費電子和工業(yè)等廣泛客戶(hù)。例如定時(shí)器跑到2倍頻率，集成了Timer，適合全溫度范圍，因而擴展到燈的應用，因為有快速輸出，也適合馬達應用等。

        此外，工藝也不同。例如G0的工藝是80 nm，F0是180 nm。

　　問(wèn)：M0+為何沒(méi)有升級到Arm更新的M23內核?

　　答：M23的特點(diǎn)是更加安全，因為集成了TrustZone。但對客戶(hù)來(lái)說(shuō)，M0+的使用更簡(jiǎn)單，無(wú)需消化(注：例如代碼無(wú)需轉換)。從成本上，從F0容易延續到G0。

　　實(shí)際上，ST也有M23和M33的授權，也推出了M33的產(chǎn)品(注：STM32L5)。M23和M33的CPU計算性能有區別，ST通常的策略是從高往低做，半年后大家也許知道是否有新核和新的G系列了。

　　問(wèn)：G0有很多安全功能，Arm M23也有TrustZone等安全方案，到底哪種方法更安全?

　　答：安全是基于ST對客戶(hù)的了解。G0沒(méi)有用TrustZone，不是成本的原因。

　　問(wèn)：G0的基礎系列和超值系列的安全有何區別?

　　答：safety可以理解為可靠，security為安全?；A系列對于CPU時(shí)鐘監控、ECC、密鑰存儲等。超值系列(Safety)去掉了密鑰存儲，對于芯片本身是安全的。

　　Safety和security的關(guān)系，以房子為例，房子時(shí)間長(cháng)了墻和窗戶(hù)會(huì )松動(dòng)，safety是保證你的房子正常運轉。Security是防止有人故意破門(mén)、破窗而入，即防范惡意攻擊，保障你的財產(chǎn)不受侵犯。

　　為了更利于讀者了解G0，附上G0的官方新聞稿摘要如下。

　　意法半導體新系列STM32微控制器加快創(chuàng )新腳步，滿(mǎn)足智能物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品對尺寸更小、功能更強、能效更高的需求

　　? *低引腳數封裝、低功耗、大容量存儲器，為智能物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品構建緊湊高效的開(kāi)發(fā)平臺

　　? *穩健的新系列Arm?Cortex?-M0 +微控制器，簡(jiǎn)化的電源連接引腳，卓越的EMS保護機制，同級領(lǐng)先的硬件安全特性

　　? *強化外設功能，增加對USB Type-C和Power Delivery的支持

　　2018年12月4日 – 橫跨多重電子應用領(lǐng)域的全球領(lǐng)先的半導體供應商意法半導體 (簡(jiǎn)稱(chēng)ST)正在擴大其市場(chǎng)領(lǐng)先的Arm?Cortex ?-M內核微控制器產(chǎn)品組合，通過(guò)在STM32 *產(chǎn)品家族中新增STM32G0系列微控制器(MCU)，提高STM32在嵌入式系統重要細分市場(chǎng)上的覆蓋率。新的G0系列瞄準要求尺寸更小且能效更高、功能更強、更安全和性?xún)r(jià)比更高的入門(mén)級應用。

　　極其靈活的封裝選擇和存儲容量選項使設計人員能夠在更小的空間內設計更多的功能，并節省成本。新的配電架構將外部電源和接地連接減少到只有一對引腳，從而留出更多的封裝引腳空間 – 這在許多嵌入式項目中被視為寶貴資源 – 并分配給用戶(hù)使用。

       此外，意法半導體還為緊湊、經(jīng)濟的低引腳數封裝提供更大的存儲容量。更重要的是，新一代產(chǎn)品還采用省電創(chuàng )新技術(shù)，功耗水平媲美專(zhuān)門(mén)設計的超低功耗微控制器。

　　為了給今天的物聯(lián)網(wǎng)設備提供穩健的數據安全保護功能，STM32G0系列引入了各種基于硬件的安全特性，包括支持安全啟動(dòng)的存儲器保護機制。為輔助密碼加密功能，該系列中的部分產(chǎn)品在這些安全功能的基礎上增加了帶有硬件隨機數生成器(TRNG)的AES-256硬件加密加速器。

　　為迎接當前迅速增長(cháng)的新需求，新系列產(chǎn)品還集成了另一個(gè)有價(jià)值的功能，即支持最新的USB Type-C和Power Delivery 3.0版本，讓設備連接和充電變得更快、更方便。

　　STM32G0系列基于A(yíng)rm Cortex-M0 +內核，在嚴格的功率預算內提供出色的性能，服務(wù)于物聯(lián)網(wǎng)世界中發(fā)展快速的產(chǎn)品，包括智能手機、智能廚房設備、家用電器、空調、消費產(chǎn)品或工業(yè)電機控制、高級用戶(hù)界面、物聯(lián)網(wǎng)設備、可充電聯(lián)網(wǎng)設備、無(wú)人機、照明系統等。

　　編者按：

　　STM32G0 MCU的更多功能可幫助設計人員壓縮下一代產(chǎn)品的實(shí)物尺寸和物料清單，同時(shí)提升產(chǎn)品性能和功能。

　　封裝從8引腳到100引腳可選，開(kāi)發(fā)人員可以輕松升級落后的8位MCU設計。閃存容量從16KB到512KB，512KB最小封裝是32引腳，開(kāi)發(fā)人員能夠在小尺寸、低成本的產(chǎn)品上開(kāi)發(fā)更復雜的應用。

　　與典型的入門(mén)級MCU相比，64MHz的最大CPU頻率支持更高處理速度。另一方面，極其靈活的時(shí)鐘配置方案讓用戶(hù)能夠按照功率預算定制系統性能。內部時(shí)鐘穩定性極強，可與高端器件媲美，時(shí)鐘精度在0°C - 85°C范圍內為±1%，在-40°C-125°C范圍內為±2%，這不僅節省了連接專(zhuān)用外部定時(shí)器件所需的電路板空間和引腳，而且還可以將物料清單成本降低至少10美分。

　　STM32G0系列的能效非常高，運行模式功耗低于100μA/ MHz，并提供多種低功耗模式，以節省電能，延長(cháng)電池續航時(shí)間。當實(shí)時(shí)時(shí)鐘(RTC)運行時(shí)，停止模式功耗僅為3~8μA，待機功耗僅為500nA(兩者都是在3.0V、25°C條件下)。

       此外，為提高性能、速度和精度，外圍設備也進(jìn)行了升級改進(jìn)。新系列集成一個(gè)12位2.5MSPS的ADC(利用硬件過(guò)采樣可將精度提高到16位)、一個(gè)2通道DAC、快速比較器和7.8ns分辨率的高精度定時(shí)器。

　　除了可分配給用戶(hù)更多的I/O端口外，內部配電方案(意法半導體專(zhuān)利)還減少了外部電源去耦組件的數量，從而節省了物料清單成本。

　　增強的內部抗電磁干擾(EMS)能力是另一個(gè)節省電路板空間和物料清單成本的功能。高于4.5kV的快速瞬變脈沖防護能力，符合IEC 61000-4-4國際標準規定，降低了對周?chē)鸀V波元件的需求，并簡(jiǎn)化了電路板布局。確保產(chǎn)品電磁行為良好不費力，有助于產(chǎn)品開(kāi)發(fā)團隊順利通過(guò)EMC認證，從而加快產(chǎn)品上市。

　　意法半導體計劃從STM32G0系列再衍生多個(gè)產(chǎn)品線(xiàn)，包括STM32G071和增加硬件加密功能的STM32G081，以及用于大眾市場(chǎng)的STM32G070 超值系列。STM32G070CBT6超值系列MCU，擁有48引腳封裝和128KB閃存。

　　圖：ST的基礎型和超值型產(chǎn)品[現有(紅框內)及規劃]