意法半導體提供全球最佳開發平台 台北、新竹、台南研討會反應熱烈
- 賴品如
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在平板電腦、智慧型手機快速普及的衝擊下，行動裝置已經成為消費市場最受歡迎的設備，更大大改變了商務人士的工作型態。然而隨著產品推陳出新的速度加快，各品牌之間的競爭也愈來愈激烈，因此如何快速回應消費者的需求，強化本身的競爭力，就成為IC廠商積極追求的目標。尤其在開發時程大幅縮短的壓力下，台灣資訊產業勢必要改變以往傳統開發模式，引進最有效、快速的開發平台，才能在競爭激烈的環境中立足。
因此身為全球半導體龍頭業者的意法半導體，與文曄科技、友尚科技聯手，自2011年10月4日起，分別在台南、新竹及台北舉行STM32微控制器技術研討會，除在會中分享STM32全系列微控制器的特色，以及主要的應用方向與實例外，更邀請到新華電腦分享STM32 RTOS應用(uC/OS II)實作，讓台灣IC設計業者能夠以最有效率的方式，站穩市場領先地位。
行動裝置廣受消費市場歡迎，帶動了微處理器的快速成長，尤其ARM平台具備省電、高效率的特性，更成為許多IC設計團隊的首選。從最新的一份調查報告顯示，ARM平台的市場佔有率，從2007年的13.6%，大幅成長到2010年的23.5%，其中以意法半導體STM32晶片為核心的Cortex-M系列，在ARM平台的市場佔有率高達45%以上，每年出貨量高達1.44億顆，而且還在持續增加中。
在微處理器擁有豐富經驗的意法半導體，向來致力於開發高彈性、效能的微處理器構架，讓系統工程師可以用最少的時間，做出能夠符合市場需求的產品，縮短產品研發時間，以滿足消費市場的多樣化需求。以STM32為例，自2007年上市以來，就持續根據市場的需求，不斷推出新產品系列，目前共有7大產品系列，180個型號，擁有業界基於Cortex-M核心的最完整微控制器產品線。
意法半導體產品行銷經理楊正廉表示：「意法半導體一直關注消費市場的變化，推出多種不同架構的產品，除了強調既有的Cortex-M0、Cortex-M3系列之外，看準行動裝置對高效能微處理器的需求，又推出資料處理速度更快的Cortex-M4系列，以滿足台灣IC廠商的需求。」意法半導體是業界首家採用90奈米製程的微控制器領導廠商，在不斷強化STM32的市場競爭優勢之餘，同時結合豐富多樣的週邊設備及全系列針腳相容的優勢，為微控制器開發人員帶來更佳的設計平台。
Cortex-M4除了保有低耗電，以及支援C語言的簡易開發平台之外，更融入了FPU的運算模組，擁有相當優異的浮點運算能力。不光如此，看準消費市場對多媒體裝置的需求，意法半導體更加入了DSP運算套件，能夠加快編碼與解碼的速度，以確保音樂或多媒體影片的品質。在持續推出高效能的微處理晶片之外，意法半導體更積極強化與無線技術的整合與應用，包含Wi-Fi、藍牙技術，以及短距離傳輸的ZigBee等等，並且持續提供低功率的解決方案─STM8L，進一步滿足不同應用環境下的需求。
「意法半導體在設計開發平台上，一直朝向高效能、低成本、低功耗的目標，並且具備簡易使用的特性。」楊正廉行銷經理指出：「我們希望IC設計業者能夠將重心放在創意的發想與實踐上，而不需要花費太多時間在撰寫程式碼與系統的整合上，才能製造出滿足消費者需求的商品。」
Cortex-M4運算速度更快 支援FPU與DSP處理功能
隨著消費性市場的需求愈來愈多樣化，多數IC設計公司往往針對應用環境的差異，必須推出不同特性的商品，所以若微處理器之間的程式碼、架構不同，在開發新產品的過程中，勢必要支付龐大的研發成本，更遑論滿足市場的需求。有鑑於此，意法半導體依照不同應用環境推出的Cortex-M0、Cortex-M3、Cortex-M4系列，儘管其特性與資料處理速度都不同，但是彼此之間的程式碼完全相容，並且提供標準的開發介面，可以省下寶貴的開發成本與時間。
以最新發表的Cortex-M4系列為例，便是採用新一代的ARMv7ME的架構，運算效能比起Cortex-M3系列快上50%，也比其他採用ARM9E架構的微處理器，運算時脈高上25%，並且支援DSP與SIME的指令集，能夠加快多媒體資料的處理速度，能夠在短時間內處理大量資料。尤其採用更先進的Single cycle MAC架構，可以再縮短處理資料所需的時間，提高應用程式的執行速度與效能，堪稱針對新一代行動裝置的最佳選擇。
意法半導體產品行銷工程師余玟宏認為：「Cortex-M4在加入FPU的指令集之後，處理浮點運算的能力至少提高10倍以上，即便應用在多媒體或汽車領域中，也能夠輕鬆應付，完全不會產生任何的延遲狀況，絕對是目前市面上的最佳解決方案。」不光如此，ARM也提供免費的DSP資料庫供設計團隊使用，能夠滿足95%以上的應用環境需求，可望大幅降低新產品的研發時程，同時降低昂貴的開發成本。
Cortex-M4系列不光是全球運算速度最快的微處理器，運算時脈高達168Mhz，在MP3編碼速度上超越其他產品，而且在電力消耗控制方面，也擁有非常先進的設計。Coretex-M4內建大容量的Flash記憶體以及動態時脈調整的技術，不但可以避免發生應用程式延遲，也能在系統閒置時將耗電量降到最低。「目前Cortex-M4有內建512k、1MB Flash兩種規格的版本，並且有4種不同的封裝方式。」余玟宏工程師指出：「除此之外，我們還針對不同應用環境，設計了4種不同系列的商品，都具備效能快、省電兩大特色。」
支援多種無線網路傳輸標準 跨入物聯網最佳選擇
在無線傳輸技術不斷突破的帶動下，不但3G/3.5G網路行動裝置上網的標準，許多短距離資料傳輸技術如ZigBee等，更能夠將各種資訊傳感設備相互結合起來，進而形成一個巨大網路，讓原有的生活變得更為便利。目前相關技術已經被大量應用在安全、醫療照護、運動、工業、遊戲、設備監控、智慧電網的領域中；而如何降低時間延遲、資料遺失、延長電源使用時間等，就成為相關產業積極的研發方向。有鑑於無線網路已經成為資料傳輸的標準，所以意法半導體在設計微處理架構時，也朝向高彈性的方向設計，能夠透過最簡便、快速的方式，加入無線網路傳輸的功能。以STM32W為例，便符合IEEE 802.15.4的規範，與ZigBee的標準完全相容，即便在-100dBm的感測功率下，其耗電量也僅需要7dBm，能夠有效延長電池的使用時間。
意法半導體產品行銷工程師謝舒婷表示：「我們推出STM32W的用意，就是希望能夠降低IC設計公司的開發時間，直接提供符合RF4CE、ZigBee、Simple MAC規範的解決方案，縮短新產品的上市時間。」STM32W採用ARM Cortex-M3架構，具備32位元的運算架構，擁有24MHz的運算速度，並且內建128Kb的快取記憶體、8Kb的SRAM。值得一提的是，STM32W不但支援AES 128位元的加密機制，更擁有絕佳的電源管理技術，在深層睡眠模式的狀況下，耗電量更低於1uA，能夠提供更長時間的待機與使用需求。
對IC設計公司而言，通過多種傳輸規範認證的STM32W，不但是快速切入消費市場的最佳解決方案，意法半導體更提供了多樣化的免費開發模組，以及簡易的開發與測試工具，能夠協助程式設計師在最短時間內設計出樣品，讓測試、業務與行銷人員提早進行初期評估與測試，減少日後量產可能發生的問題。
「我們提供2種不同的開發套件，分別是STM32 F4 Discovery kit與STM32 F4 Eval Board。」謝舒婷工程師指出：「STM32 F4 Discovery kit的價格較低，可以用於初期的簡易測試，確認創意與構想是否可行，至於STM32 F4 Eval Board則是針對完整測試流程所設計，能在量產前找出各種可能潛在的問題，減少產品事後修正的機率。」除此之外，意法半導體也提供DSP、Audio等領域的應用資料庫，包含語音辨識、聲音輸入等等，並且能夠輕易串連多種USB周邊，包含SSD、HID、DFU、CDC、Audio等等，是目前支援最廣泛的開發平台。
Ayla提供相關無線網路套件 滿足設計團隊需求
由於意法半導體推出的STM32、STM8L系列晶片，已經針對不同應用環境，衍生出超過180個型號，IC設計公司能夠依照產品的定位，迅速找到相對應的產品。尤其在物聯網風潮的帶動下，刺激全球市場對微處理器的高度需求，所以光是STM32系列的產品，每年的銷售量就逼近2億顆。
物聯網備受全球產業期待的關鍵，在於能夠將許多生活、工作息息相關的事物都串連起來，在物品可自動進行數據傳輸的環境下，減少不必要的溝通成本，配合普及速度非常快的行動裝置，帶來的便利性將無可限量。但是對許多IC設計公司而言，要將現有的產品加上無線傳輸功能，往往要耗費上百萬美元，而且研發時間可能長達半年以上，完全無法符合消費市場的需求。
Ayla營運副總裁張南雄表示：「雲端運算與物聯網背後所隱藏的商機非常可觀，所以我們開發了以STM32、STM8L系列晶片為核心的無線網路解決方案，協助設計團隊將既有產品快速連接到無線網路環境中，並且創造出最新的應用方式，解決企業用戶最擔心的成本與時間問題。」舉例而言，在美國已經有許多花園的灑水裝置，能夠接收來自智慧型手機的控制指令，並且可透過無線上網的功能，取得氣象網站的最新資料，自動調整噴水時間，避免寶貴的水資源被浪費，堪稱是物聯網應用的最佳典範。
支援第三方的開發工具 輕鬆拓展產品應用面
STM32之所以會受到全球IC廠商的喜愛，成為跨入物聯網領域的最佳選擇，關鍵在於產品的硬體架構設計非常完整，而且能夠提供完整的技術支援，讓程式設計師不需要花費太多時間在後續維護上。舉例而言，STM32原本就支援10/100傳輸速度的乙太網路介面，並且提供MII/RMII硬體介面，加上符合IEEE 1588的規範，以及具備Wake on LAN的先進硬體功能。
「在流量控制方面，STM32系列也支援全雙工與半雙工模式，可以滿足不同環境下的需求。」意法半導體應用工程師李慶嘉指出：「我們一直致力於提供一個開放的平台，所以也支援第三方的開發工具，可以拓展產品的應用層面。」
根據一項針對開發專案延遲原因的調查結果顯示，硬體規格變更往往是開發進度延遲的重要因素，原因在於硬體效能與先前的預估有落差，而採用開放性架構的STM32，由於採用標準的C/C++語言，能夠與其他專案開發工具整合，事先掌握各種資源的調配狀況，避免發生商品規格過於老舊，無法滿足市場需求的狀況。
新華電腦業務部經理黃瑞安表示：「新華電腦設計的IAR VisualSTATE開發工具，能夠事先模擬應用程式的執行狀況，讓開發團隊在設計的過程中，就能預期產品未來上市後可能面對的各種問題，減少不必要的開發成本。」
