意法半導體（ST）新款STM32L4微控制器突破超低功耗應用的性能極限

　　橫跨多重電子應用領(lǐng)域、全球領(lǐng)先的半導體供應商意法半導體(STMicroelectronics，簡(jiǎn)稱(chēng)ST)整合其超低功耗微控制器技術(shù)與在A(yíng)RM® Cortex®-M4內核領(lǐng)域積累的多年豐富經(jīng)驗，成功創(chuàng )造出適用于下一代節能型消費電子產(chǎn)品、工業(yè)、醫學(xué)和計量產(chǎn)品的STM32L4系列微控制器。

　　兩款新系列產(chǎn)品STM32L476和STM32L486基于運算頻率80MHz的ARM Cortex-M4處理器內核，內置浮點(diǎn)運算單元(FPU, floating-point unit)可支持DSP指令。意法半導體的自適應實(shí)時(shí)加速器(ART Accelerator™, Adaptive Real-Time Accelerator)是新系列微控制器的另一個(gè)附加優(yōu)勢，使微控制器能夠在無(wú)等待狀態(tài)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(xiě)同步功能，并提供一個(gè)128KB的靜態(tài)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(shù)，包括根據不同處理需求調整功耗的動(dòng)態(tài)電壓調整、內置FlexPowerControl的智能架構和有7個(gè)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(guān)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(xié)會(huì )(EEMBC, Embedded Microprocessor Benchmark Consortium)發(fā)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(yè)內最高成績(jì)。意法半導體微控制器產(chǎn)品部總經(jīng)理Michel Buffa表示：“STM32L4獲得123分ULPBench測試成績(jì)是今天業(yè)內最好的測試成績(jì)，這說(shuō)明現在的設計人員無(wú)需以犧牲功耗為代價(jià)，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(lián)網(wǎng)(smart connected)和物聯(lián)網(wǎng)(IoT)產(chǎn)品應用，以及各種工業(yè)、醫療和消費性電子產(chǎn)品。

　　STM32L4現已接受大客戶(hù)訂購樣品，預計于2015年第二季度量產(chǎn)。STM32L476采用LQFP64封裝。

　　技術(shù)細節：

　　能夠實(shí)現能效和性能最大化，并同時(shí)確保低功耗，除整合低功耗的制造技術(shù)外，STM32L4還受益于智能架構與通信外設。數字外設包括一個(gè)帶有專(zhuān)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(hù)仍可通過(guò)USB保持通信。另一個(gè)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(fēng)。

　　模擬外設包括三個(gè)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(guò)采樣功能。參考電壓緩沖器通過(guò)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(jìn)入深度睡眠的節能模式，總體電流降至數百個(gè)微安時(shí)，兩個(gè)具有采樣和保持功能的12位數模轉換器仍會(huì )照常工作。其它模擬外設包括兩個(gè)功耗僅為300nA的超低功耗電壓比較器以及兩個(gè)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(jìn)一步提升性能和能效。FlexPowerControl是智能架構的另一個(gè)優(yōu)勢，有助于實(shí)現節能省電設計，當微控制器處于低功耗模式時(shí)只保留I/O電平，使SRAM保持待機狀態(tài)，管理特定外設與I/O端口的獨立電源。

　　STM32L486集成了一個(gè)符合高級數據加密標準(AES, Advanced Encryption Standard)的256位硬件加密協(xié)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(gè)強大的產(chǎn)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(huán)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(chǎn)品。