ST量產(chǎn)G0系列單片機(jī)，欲延續(xù)F0的暢銷輝煌

　　照片：從左至右，ST中國區(qū)微控制器事業(yè)部市場及應(yīng)用總監(jiān)曹錦東先生，ST微控制器部產(chǎn)品線市場經(jīng)理Pierre Charvet先生，ST中國區(qū)微控制器事業(yè)部市場經(jīng)理于引女士

　　G0量產(chǎn)，是F0的延續(xù)

　　F0是STM32單片機(jī)(MCU，微控制器)中的明星系列，銷量位居該公司第二(注：第一是F1系列)。近日，ST(意法半導(dǎo)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，來進(jìn)一步提高STM32在相關(guān)細(xì)分市場上的覆蓋率。

　　圖 STM32平臺的14個系列(均有十年供貨保證)

　　此前的2018年10月12日，意法半導(dǎo)體(ST)曾宣布推出STM32微控制器(MCU)家族的第12個產(chǎn)品系列，定位于無線的STM32WB系列，僅僅一個多月，ST又推出了兩個系列——低功耗的L5系列和此次發(fā)布的G0系列?？梢姡谶^去的12年間，ST已發(fā)布了14條產(chǎn)品線，形成了一個廣泛而密集的32位MCU平臺，產(chǎn)品型號達(dá)800多個。2019年ST將有更多的產(chǎn)線線和產(chǎn)品型號問世，具體地，G系列可能會推出更多的產(chǎn)品系列;ST銷量最大的F1系列是基于Arm M3核的，但ST今后不會在M3核上發(fā)展新產(chǎn)品了，而是采用Arm更高效的內(nèi)核。

　　ST中國區(qū)微控制器事業(yè)部市場及應(yīng)用總監(jiān)曹錦東先生解釋這樣做的原因，稱今天客戶遇到的挑戰(zhàn)是：在做當(dāng)前的項(xiàng)目時，同時也在考慮下一個項(xiàng)目，因此客戶希望今天的項(xiàng)目和下一個項(xiàng)目使用同一個平臺，并能夠滿足現(xiàn)在還無法預(yù)測到的更大設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)。

　　STM32平臺希望有豐富的產(chǎn)品線，可以在性能、功耗和客戶目前難以預(yù)料到的挑戰(zhàn)方面對客戶有好的支撐?！按笾行⌒涂蛻粝矚gST的原因是：總能找到一個他們需要的STM32系列MCU，無論是高性能還是低功耗?！辈苠\東總監(jiān)稱。

　　那么，友商也有很多產(chǎn)品線，對于ST來說，如何讓客戶更容易地使用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(tǒng)，因?yàn)榻裉斓膭?chuàng)新更復(fù)雜，例如包含了物聯(lián)網(wǎng)/大數(shù)據(jù)處理、AI方面等方面的合作，ST可以提供硬件支撐，幫助客戶從想法到設(shè)計(jì)方面的實(shí)現(xiàn)。二是專注垂直應(yīng)用。今天的應(yīng)用比過去更復(fù)雜，除了控制，還有接入、聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)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(xiàn)在該公司的TouchGFX套件現(xiàn)已緊密集成在STM32Cube生態(tài)系統(tǒng)中，助力AI、可穿戴產(chǎn)品的開發(fā)。三，關(guān)注廣泛的中小客戶，在拓展渠道方面，包括線上和線下在開展，例如，2018年9月，STM32官方在線商店入駐阿里巴巴天貓商城，使客戶更容易接觸和購買ST的芯片和開發(fā)板。阿里巴巴近日稱，在其所有芯片店里，STM32是最活躍的、轉(zhuǎn)換率(注：指從訪問到購買)是最高的。

　　G0的主要優(yōu)勢

　　ST微控制器部產(chǎn)品線市場經(jīng)理Pierre Charvet先生介紹了G0，主要目的是希望產(chǎn)品高效、穩(wěn)健、簡單。具體地，高效體現(xiàn)在集成度高、低功耗，穩(wěn)健體現(xiàn)在物理設(shè)計(jì)上的安全和可靠，簡單即工具和生態(tài)系統(tǒng)易于使用。

　　在降低物料清單成本方面，ST有組直觀的數(shù)字：無需外部時鐘、去耦電容以及采用更小的PCB板，可總共節(jié)省15美分;此外增加了USB-C充電，且有安全燒寫代碼，合計(jì)又節(jié)省了40美分。

　　內(nèi)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(jī)、shutdown和VBAT。尤其VBAT達(dá)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。定時器頻率高達(dá)128 MHz。12位ADC，采樣速率更高，達(dá)到2.5MSPS還有16位硬過采樣?？梢詽M足寬泛產(chǎn)品需求，適合更多產(chǎn)品需求。

　　產(chǎn)品分為基礎(chǔ)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。

　　熱門問答

　　問：既然G0是F0的延續(xù)，為何要開辟一個新系列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(qiáng)，適合消費(fèi)電子和工業(yè)等廣泛客戶。例如定時器跑到2倍頻率，集成了Timer，適合全溫度范圍，因而擴(kuò)展到燈的應(yīng)用，因?yàn)橛锌焖佥敵?，也適合馬達(dá)應(yīng)用等。

        此外，工藝也不同。例如G0的工藝是80 nm，F(xiàn)0是180 nm。

　　問：M0+為何沒有升級到Arm更新的M23內(nèi)核?

　　答：M23的特點(diǎn)是更加安全，因?yàn)榧闪薚rustZone。但對客戶來說，M0+的使用更簡單，無需消化(注：例如代碼無需轉(zhuǎn)換)。從成本上，從F0容易延續(xù)到G0。

　　實(shí)際上，ST也有M23和M33的授權(quán)，也推出了M33的產(chǎn)品(注：STM32L5)。M23和M33的CPU計(jì)算性能有區(qū)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：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對客戶的了解。G0沒有用TrustZone，不是成本的原因。

　　問：G0的基礎(chǔ)系列和超值系列的安全有何區(qū)別?

　　答：safety可以理解為可靠，security為安全。基礎(chǔ)系列對于CPU時鐘監(jiān)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，房子時間長了墻和窗戶會松動，safety是保證你的房子正常運(yùn)轉(zhuǎn)。Security是防止有人故意破門、破窗而入，即防范惡意攻擊，保障你的財(cái)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(dǎo)體新系列STM32微控制器加快創(chuàng)新腳步，滿足智能物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品對尺寸更小、功能更強(qiáng)、能效更高的需求

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

　　? *穩(wěn)健的新系列Arm?Cortex?-M0 +微控制器，簡化的電源連接引腳，卓越的EMS保護(hù)機(jī)制，同級領(lǐng)先的硬件安全特性

　　? *強(qiáng)化外設(shè)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(yīng)用領(lǐng)域的全球領(lǐng)先的半導(dǎo)體供應(yīng)商意法半導(dǎo)體 (簡稱ST)正在擴(kuò)大其市場領(lǐng)先的Arm?Cortex ?-M內(nèi)核微控制器產(chǎn)品組合，通過在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(tǒng)重要細(xì)分市場上的覆蓋率。新的G0系列瞄準(zhǔn)要求尺寸更小且能效更高、功能更強(qiáng)、更安全和性價比更高的入門級應(yīng)用。

　　極其靈活的封裝選擇和存儲容量選項(xiàng)使設(shè)計(jì)人員能夠在更小的空間內(nèi)設(shè)計(jì)更多的功能，并節(jié)省成本。新的配電架構(gòu)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(xiàng)目中被視為寶貴資源 – 并分配給用戶使用。

       此外，意法半導(dǎo)體還為緊湊、經(jīng)濟(jì)的低引腳數(shù)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)，功耗水平媲美專門設(shè)計(jì)的超低功耗微控制器。

　　為了給今天的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備提供穩(wěn)健的數(shù)據(jù)安全保護(hù)功能，STM32G0系列引入了各種基于硬件的安全特性，包括支持安全啟動的存儲器保護(hù)機(jī)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(chǔ)上增加了帶有硬件隨機(jī)數(shù)生成器(TRNG)的AES-256硬件加密加速器。

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

　　STM32G0系列基于Arm Cortex-M0 +內(nèi)核，在嚴(yán)格的功率預(yù)算內(nèi)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(jī)、智能廚房設(shè)備、家用電器、空調(diào)、消費(fèi)產(chǎn)品或工業(yè)電機(jī)控制、高級用戶界面、物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備、可充電聯(lián)網(wǎng)設(shè)備、無人機(jī)、照明系統(tǒng)等。

　　編者按：

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

　　封裝從8引腳到100引腳可選，開發(fā)人員可以輕松升級落后的8位MCU設(shè)計(jì)。閃存容量從16KB到512KB，512KB最小封裝是32引腳，開發(fā)人員能夠在小尺寸、低成本的產(chǎn)品上開發(fā)更復(fù)雜的應(yīng)用。

　　與典型的入門級MCU相比，64MHz的最大CPU頻率支持更高處理速度。另一方面，極其靈活的時鐘配置方案讓用戶能夠按照功率預(yù)算定制系統(tǒng)性能。內(nèi)部時鐘穩(wěn)定性極強(qiáng)，可與高端器件媲美，時鐘精度在0°C - 85°C范圍內(nèi)為±1%，在-40°C-125°C范圍內(nèi)為±2%，這不僅節(jié)省了連接專用外部定時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(yùn)行模式功耗低于100μA/ MHz，并提供多種低功耗模式，以節(jié)省電能，延長電池續(xù)航時間。當(dāng)實(shí)時時鐘(RTC)運(yùn)行時，停止模式功耗僅為3~8μA，待機(jī)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(shè)備也進(jìn)行了升級改進(jìn)。新系列集成一個12位2.5MSPS的ADC(利用硬件過采樣可將精度提高到16位)、一個2通道DAC、快速比較器和7.8ns分辨率的高精度定時器。

　　除了可分配給用戶更多的I/O端口外，內(nèi)部配電方案(意法半導(dǎo)體專利)還減少了外部電源去耦組件的數(shù)量，從而節(jié)省了物料清單成本。

　　增強(qiáng)的內(nèi)部抗電磁干擾(EMS)能力是另一個節(jié)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(hù)能力，符合IEC 61000-4-4國際標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，降低了對周圍濾波元件的需求，并簡化了電路板布局。確保產(chǎn)品電磁行為良好不費(fèi)力，有助于產(chǎn)品開發(fā)團(tuán)隊(duì)順利通過EMC認(rèn)證，從而加快產(chǎn)品上市。

　　意法半導(dǎo)體計(jì)劃從STM32G0系列再衍生多個產(chǎn)品線，包括STM32G071和增加硬件加密功能的STM32G081，以及用于大眾市場的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(chǔ)型和超值型產(chǎn)品[現(xiàn)有(紅框內(nèi))及規(guī)劃]