為產品功能帶來持續創新的32位元微控制器
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跳脫過去MCU以位元寬度的區分，ST以ARM架構的Cortex-M0/M3/M4架構微核心，以功耗？效能？週邊與無線通訊的應用，分化出W、L、F0~F4等系列，全系列350款產品均維持pin-to-pin腳位相容設計，使業者從低階產品到高階產品的開發都可以無縫轉移的目標，並且廣為應用在消費性電子、工業控制、居家自動化、智慧能源等新興領域的應用…
意法半導體(ST Microelectronic)產品行銷經理楊正廉指出，STM32微控制器的DNA，在於不再以傳統業界對MCU做8/16/32bit位元寬度上的區分，ST以兼顧高效能與低耗能的單一32位元ARM Cortex-M0/M3/M4微核心─STM32架構，涵蓋所有8/16/32bit的嵌入式？消費型？工控應用。從STM32 W、L1、F0、F1、F2、F3、F4七大系列，全系列350款產品均可藉由pin-to-pin腳位相容設計，在各種平台的開發均可達成無縫轉移的目標。
從架構與規格來看，Cortex M0為V6M架構、Thumb, Thumb-2系統指令集，Cortex M3為V7M、Thumb與 Thumb-2全指令集，Cortex M4為V7ME架構、Thumb/Thumb-2/DSP/SIMD/FP指令集，Cortex-M0/M1具備56道General data processing、I/O control tasks指令，Cortex M3追加100道Advanced data processing、Bit field manipulations等指令，而Cortex M4針對DSP訊號處理追加80道(SIMD, fast MAC)指令，而Cortex M4 FPU追加29道Floating Point浮點運算指令。
Cortex M0、M3、M4的執行效能分別為0.9DMIPS/MHz、1.25DMIPS/MHz、1.25DMIPS/MHz，均具備可程式化中斷控制器，Cortex M0接受32個中斷，4個中斷階層，Cortex M3/M4可達240個，8~256個中斷階層；Cortex M0不具備計分頁防護單元與ETM偵錯追蹤模組的選配，Cortex M3則提供容錯介面(Fast Robust Interface)的選配，Cortex M0不提供硬體除法器，且單週期乘法為選配，Cortex M3/M4則提供硬體除法器、單週期乘法、位元邊界指令支援，Cortex M4提供單週期DSP/SIMD指令與浮點硬體線路的支援，匯流排方面，Cortex M0僅支援AHB Lite，而Cortex M3/M4支援AHB Lite、APB匯流排。
楊正廉強調，從STM32 F4具備168MHz、210DMIPS最高效能，是全球最快的Cortex M4微控制器，以及超低功耗的STM32 W系列。同時全系列具備完整且多元化的週邊，從USB OTG、Ethernet、CAN工業匯流排控制器到2.4GHz無線收發器等。從STM32 W/L1/F0/F1/F2/F3/F4全系列超過350種版本，在相同封裝的版本維持腳位相容的設計，開發者可以選用相同的開發軟體套件。ST也提供完整的STM32協助業者產品快速上市。提供免費的STM32標準週邊函式庫、STM32紅外線傳輸軟體、馬達控制軟體與HDMI CEC軟體。
目前ST同時提供支援全系列STM32架構的STM320518評估板，售價199美元，具備觸控螢幕顯示，提供所有週邊I/O介面支援，開發軟體函式庫與示範軟體；另外也有僅7.99美元的簡易STM32F0DISCOVERY評估板，採STM32 F0微處理器設計，全系列評估板均可以搭配ARM MCU體系中的第三方IDE開發軟體，像AISONANCE、Aiji、Hitex、IAR System、Atollic、iSystem、Green Hills、KEIL、LAUTERBACH、SIGNUM、TASKING、expresslogic與CMX System等廠商產品可供選擇。
STM32 F0系列
楊正廉介紹STM32 F0系列MCU，具備24MHz、22DMIPS、16~32KB Flash的STM32F050，以及48MHz、38DMIPS、16~64KB Flash的STM32F051兩大系列，均提供5通道DMA控制器，連接11種週邊介面，Bus Matrix匯流排矩陣設計允許Flash程式碼執行於同步進行資料DMA的傳輸。全系列依照內建的SRAM 4K/8K/12K，以及16bit Timer、SPI介面數，從20pins TSOP、28/32pins UQFN、48/64/100pins LQFP等封裝的區別。新的STM32F051採ARM 32bit Cortex M0核心，支援2~3.6V工作電壓，作用模式下功耗為250μA/MHz，暫停模式下僅5μA，而待機模式下RTC耗電僅0.43μA。
在週邊部份，STM32F051內建8組計時器(1組32位元，其餘16位元)、4組USART、2組SPI、2組I2C，以及藉由HDMI連接線達成Consumer Electronics Controll(CEC)遙控功能，12bit ADC with 1MSPS、12bit DAC、2組Comparators與分離電源設計，支援18鍵觸控，以及永磁同步馬達(PMSM)的控制介面。在工控應用的安全整合性方面，具備硬體RAM同步位元檢查、採內部？外接Clock時脈備援設計，雙看門狗計時器、CRC檢查功能的DMA，允許即時程式碼執行與快閃記憶體資料的獨立完整性，符合EN/IEC 60335-1 Class B安全規範。
STM32F051/0/2應用目標在工控計時器、通訊週邊如智慧電錶、家庭自動化與感測器，家電部份如具備觸控介面、需控制馬達的洗衣機，以及消費性電子如藍光影碟機、遊戲機、印表機、USB Dongle與遙控器等應用。ST也提供STM32 F0 MCU具備跟8/16位元MCU競爭的低成本報價。
STM32 F3系列
楊正廉介紹具備32bit/DSC應用的STM32 F3系列，採用ARM Cortex M4核心，256KB Flash記憶體、32~40KB RAM設計，72MHz工作時脈能提供63DMIPS從Flash執行)以及94DMIPS(從CCM-SRAM執行)的執行效能。STM32 F3系列創新的內嵌數位訊號控制功能，節省了以往需要外加RTC、溫度感測器、DAC、Comparators比較電路、Op Amp等零件，降低智慧裝置的BOM表成本。
分有STM32F302/303/313與STM32F372/373/383兩大系列，並依48/64pins LQFP與100pins LQFP/BGA封裝，64~256KB Flash容量為區分。STM32F302/303設計40KB SRAM，其中搭8KB的Core-Coupled Memory(CCR SRAM)，可以將部份程式碼放置於零等待狀態的CCR-SRAM以加快執行速度，避免Flash執行延遲的現象；同時內建1~2組12bit DAC、4~7組快速比較電路、4~7組12bit 5MSPS ADC SAR、2~4組Op Amp、CAN 2.0B匯流排控制器、USB 2.0與2組16bit、144MHz的AMC計時器。STM32F372/373/383設計32KB SRAM、1~3組醫療電子所需的16bit ∑∆ ADC類比轉換線路、1~3組12bit DAC、1~2組Comparators、1組12bit 1MSPS ADC SAR、HDMI CEC、CAN 2.0B匯流排控制器與USB 2.0控制器。
STM32F3系列的設計應用優勢在於具備雙馬達控制與PFC功率因素修正電路，可以在需要馬達的家電設計應用上減少BOM表成本，同時先進的類比IP智財，提供僅50ns僅50ns的快速比較電路(Fast comparators)、1%精準度的Op Amp放大器，200ns、支援39通道的12位元ADC類比數位轉換器；同時核心採取即時RAM同步位元檢查、Flash 16bit CRC與CCR-SRAM防寫機制、雙看門狗計時器的設計，符合了EN/IEC 60335-1 Class B安全規範。
在週邊連接性方面，STM32 F3系列提供了USB 2.0全速匯流排、HDMI CEC遙控功能、I2C串列介面，採11組輸入訊號源配對的16bit ∑∆ ADC類比轉換線路，可做為醫療電子、生化監測之用；內建投射式電容觸控(Capacitive touch sensing)，支援到最多24點觸控功能。同時STMF3系列也可做為太陽能變頻器、LED照明系統、直流電源變壓器與智慧型量測儀表之用。
僅11美元的STM32F3 Discovery kit (開發工具套件)，提供全系列STM32 F3產品的開發。包含採用STM32 F3 MCU設計的工程評估板(EVB)，板子內建九軸向的MEMS微機電感測器(陀螺儀與羅盤晶片)，可做為3D動作感測的應用，ST網站上也提供相關的軟體轉寫範例與技術文件。
楊正廉總結STM32 F3系列微控制器，提供獨特的Cortex-M4 MCU/FPU/DSP執行效能，與豐富的類比週邊資源，像是DAC、PGA，具備快速5 MSPS類比轉換線路、∑∆ ADC類比轉換線路、Comparators快速比較線路等。同時在製造承諾上，ST擁有義大利Agrate Brianza、Catania、Crolles，Rousset、法國Tours、新加坡等地共15座晶圓廠，每一款STM32微控制器，至少有兩家不同地區的晶圓廠在生產，同時也有部份產品在台灣台積電下單生產，以避免天災人禍時的產能停滯或無法調度的情況。
STM32 W瞄準新興應用領域
楊正廉提到ST新推出的STM32W微控制器採24MHz Cortex M3微核心架構，內建256KB Flash、16KB SRAM、2.4GHz IEEE 802.15.4 ZigBee無線收發器、低功耗基頻處理器與AES 128bit編碼引擎，瞄準於無線感測網路(Wireless Sensor Networks；WSN)市場。可做為遊戲體感控制、工控、運動健身、健康照顧、居家自動化、環境監控與智慧能源的應用。
像ST提出了以STM32 W設計、針對機上盒或居家自動化的RF4CE遠端遙控解決方案，遙控器部份可以支援RF4CE的所有裝置的遙控控制，並提供QWERTY附加鍵盤的設計；而居家自動化的UI裝置，具備先進的控制UI，可作燈光明暗控制、窗簾與家電開啟關閉等居家控制的應用。
另外ST也跟BroadComm博通合作，設計出WiFi加ST MCU的無線模組，功能上支援802.11bgn，支援分散式天線設計，以及提供UART、ADC、DAC、I2C/SPI等週邊介面。以及無線遙控器進化到可以控制家庭內的所有電氣裝置，並透過雲端網路系統，在戶外也能監控家中電氣用品甚至遠端開啟？關閉。
另外像是250W太陽能發電板的變頻╱變壓線路設計，智能電網中分配各地發電廠電源、居家太陽能電源的電源調度？管控的設計，以及工控上像是變頻器(Inverter)的設計應用，可程式化邏輯控制開關(Programmable Logic Control；PLC)、人機介面(HMI)，在平板電腦所使用的加速感測儀、陀螺儀感測晶片，能夠感測到使用者把平板電腦採水平或垂直方向的握持位置，搭配作業系統自動切換成水平(Landscape)或垂直(portrait)的畫面顯示；另外在健康照顧、醫療電子(Health Care & Medical)的領域，像是脈搏血氧儀(Pulse Oximeter)的設計，都是ST新興踏入的應用領域。
