ST führt stromsparende Mikrocontroller der nächsten Generation ein

STMicroelectronics hat eine neue Generation stromsparender Mikrocontroller (MCUs) angekündigt, die STM32U5-Serie, die für strenge Leistungs-/Leistungsanforderungen in intelligenten Anwendungen wie Wearables, persönlichen medizinischen Geräten, Heimautomatisierung und Industriesensoren entwickelt wurde.

Die neuen MCUs werden mit einer 40-nm-Prozessgeometrie hergestellt, die in dynamischen Betriebsmodi und Energiesparmodi Strom spart. Die neue STM32U5-Serie kombiniert den Arm Cortex-M33-Kern, die Möglichkeit, Arm Keil MDK zur maximalen Leistungsoptimierung zu verwenden, und neue Funktionen wie erweiterte Sicherheit mit neuem hardwarebasiertem Schutz, der auf PSA Warranty Level 3 und SESIP (Sicherheitsbewertungsstandard für IoT-Plattformen) sowie Grafikbeschleuniger zur Verbesserung der Benutzererfahrung.

IoT für die Zukunft

In der wachsenden Ära des Internets der Dinge (IoT) müssen Dinge intelligent sein, d. h. mit Intelligenz ausgestattet, damit sich Dinge mit dem Netzwerk verbinden können. Dies bedeutet, dass sie einen Mikrocontroller und eine Software benötigen, die die Schnittstellen verwaltet, einerseits zur realen Welt, also den Sensoren, und andererseits zum Internet über den Kommunikationsknoten.

Der Stromverbrauch im aktiven Modus ist sicherlich der grundlegende Parameter, aber er reicht nicht aus. Das Objekt könnte für längere Zeit inaktiv sein; In diesem Fall ist es praktisch, das System in einen Standby-Zustand zu versetzen, und wird dann zu seinem Grundverbrauch. Die beiden Extreme des Stromverbrauchs sind der aktive Modus, bei dem der Mikrocontroller mit voller Leistung arbeitet, und das Herunterfahren, bei dem keine Operation ausgeführt wird. Dazwischen können andere Modi liegen, die Betriebe mit reduzierter Leistung beinhalten, um den Stromverbrauch zu senken. Es gibt auch andere Mechanismen, mit denen das Gerät ausgestattet werden kann, die zu einer Reduzierung des Gesamtverbrauchs des Systems führen, in dem der Mikrocontroller verwendet wird.

Niedriger Stromverbrauch und Sicherheit

In den letzten fünf Jahren hat ST seinen Anteil an Mikrocontrollern erhöht, insbesondere der STM32-Serie mit flacher Leistung. Die Evolution mit der neuen Serie, die auf der diesjährigen Embedded World präsentiert wird, zielt darauf ab, eine hohe Leistung sowie überlegene Leistung und Sicherheit gegenüber den neuesten Versionen zu bieten. Ein fortschrittlicher DC/DC-Wandler und ein LDO-Regler ermöglichen es den STM32U5-MCUs, den dynamischen Stromverbrauch auf weniger als 19 µA/MHz zu reduzieren.

Die neue MCU enthält die Arm TrustZone-Technologie des vorherigen STM32L5 und eine Reihe spezifischer Sicherheitsfunktionen wie:

• AES-Verschlüsselung und Public-Key-Autorisierung (PKA) sind jetzt hardwareresistent gegen Seitenkanalangriffe mit Differential Power Analysis (DPA)
• Sichere Datenspeicherung mit einem einzigartigen Hardwareschlüssel (HUK)
• Aktive Manipulationserkennung
• Interne Überwachung, die im Falle eines störenden Angriffs geheime Daten löschen kann, eine Funktion, die die Anforderungen des PCI Security Standards Council (PCI SSC) für Point-of-Sale-Anwendungen (POS) erfüllt.

Für diesen Mikrocontroller hat ST das STM32U5 IoT Discovery Kit (B-U585I-IOT02A) entwickelt, das die MCU mit einem Wi-Fi-Modul, einem Bluetooth-Modul und verschiedenen Sensoren kombiniert. Laut ST hat Microsoft dieses Kit als Referenzboard für sein neues Azure Certified Device-Programm gewählt.

Ein fortschrittlicher 14-Bit-Hochgeschwindigkeits-Analog-Digital-Wandler (ADC) der nächsten Generation ist integriert und bereit für Sensor- und Tracking-Anwendungen.

Ein multifunktionaler digitaler Filter (MDF) und ein digitaler Audiofilter (ADF) erweitern die Fähigkeiten des leistungsstarken digitalen Sigma-Delta-Modulator-Filters (DFSDM) von ST. Mit der verbesserten Audioleistung ist es jetzt möglich, kostengünstige mikrocontrollerbasierte KI-Systeme für Anwendungsfälle mit geringem Stromverbrauch zu verwenden. Darüber hinaus können STM32U5-MCUs mit dem ECC-Speicher (Error Correction Code) als Teil des Geräte-RAM auch sicherheitsgerichtete Anwendungen erfüllen.

Die STM32U5-MCUs befinden sich derzeit in der Bemusterungsphase, während die Serienproduktion im September 2021 beginnt. Die Preise beginnen bei 3,60 USD. Eine große Auswahl an Gehäusen wird verfügbar sein, darunter ein 4,2 mm x 3,95 mm WLCSP und 7 mm x 7 mm UQFN48 und UFBGA169.