ULP 模範生STM32L4+ 煉成記

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STM32L4 +微控制器再推新料,功耗和成本敏感型智能嵌入式應用更適用

IOT萬億狂想曲已彈奏多年,但多種原因讓萬億設備激活夢想依舊遙遠,其中之一便是節點端的低成本、低功耗需求。超低功耗的意義在於當電源嚴重受限時,如何讓物聯網設備應用最低工作電流並提高能源效率。STM32L4+讓低功耗應用的骨感現實趨於豐滿。


低功耗(ULP)與高性能共存

超低功耗(ULP)微控制器是整個微控制器市場的一個細分市場,主要面向電池或能量採集等供電方式的設備應用,採用與通用MCU不同的技術工藝來降低微控制器的能耗和漏電流,從而使得微控制器在使用相同能量的前提下,可以工作更長的時間,為電池或能量採集等方式供電的設備提供更持久的計算能力。

在談到超低功耗(ULP)時,通常會圍繞三個詞彙展開,EEMBC認證,ULPMark-CoreProfile (ULPMark-CP),ULPMark-PeripheralProfile (ULPMark-PP)。我們可以簡化地理解,ULPMark™-CoreMark® 是EEMBC認證機制下表徵超低功耗(ULP)的分數,ULPMark-CP僅表現內核的分數,ULPMark-PP則包括內核加外設的分數。

*** CoreMark和ULPMark-CP:分別由嵌入式微處理器基準聯盟EEMBC創建的針對核心功能和活動/睡眠佔空比能量的標準測試。

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上圖是STM32L4/L4+系列在不同狀態下的ULPMark-CP和ULPMark-PP分數。常見應用多為內核加外設的應用場景。值得特別提出的是,相比L4,STM32L4+亮點突出:

  • 主頻提高50%,達到 120MHz/ 150 DMIPS,帶有 ART Accelerator™
  • 高達 410 CoreMark 跑分
  • 傳承L4的低功耗優勢,同時具備更高的靈活性
  • 由Chrom-ART Accelerator™帶來的增強型圖形處理能力,為CPU減負
  • 支持各種顯示接口,Chrom-GRC™存儲器優化用於圓形顯示器
  • 高集成度、大存儲,封裝尺寸最低5.24 x 5.24 mm
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▲ STM32L4+超低功耗模式


新成員STM32L4P5/Q5,有新意

剛剛上市的STM32L4P5 / Q5,繼承超低功耗和高性能的同時,為L4 +提供了更多的封裝選擇,從48引腳擴展至169引腳;也提供了更經濟的存儲選項,1MB或512KB閃存+ 320KB RAM;具備更強的圖形應用能力,全硬件支持JDI內存顯示,具有串行PSRAM支持的2xOCTOSPI,創新功能可通過TFT和64引腳封裝的外部存儲器實現增強的顯示應用。

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▲ STM32L4P5產品亮點

EEMBC®基準測試得分409 CoreMark®和285 ULPMark™-CP1證實了STM32L4P5 / Q5是高性能和高能效的完美結合。


STM32L4P5 / Q5產品亮點及創新如下圖:

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STM32L4P5/Q5的典型應用場景是高性能要求下的成本敏感型低功耗智能連接設備,包括電錶,工業和醫療傳感器,健身追蹤器以及智能家居產品等。

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在工業和醫療應用中,STM32L4P5/Q5具有保留系統可靠性和安全性的功能,包括閃存錯誤校正代碼(ECC)支持和SRAM的硬件奇偶校驗。

網絡保護功能包括真實隨機數生成器和通過有限訪問內部存儲器中存儲的代碼來進行IP保護。STM32L4Q5器件具有附加的加密加速器,可支持AES,RSA,DH和ECC加速。


STM32L4P5/Q5定位及選型之問

STM32L現有5大子系列,STM32L0、STM32L1、STM32L4/STM32L4+和剛剛宣佈量產的STM32L5,為低功耗應用提供了完整的解決方案。除去基於Arm Cortex-M33 內核的STM32L5,更強調安全功能,其他四個系列各有千秋,又可實現快速移植。

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▲ STM32L系列提供一站式超低功耗解決方案

那麼,問題來了,STM32L4/L4+有這麼多料號,如何在STM32L496 / L4P5 / L4R9中選型呢?掌握以下關鍵詞,破除你的選擇困難症:

  • 超低功耗: STM32L496 +L4P5 + L4R9
  • 更高性能 : STM32L4P5 +L4R9
  • 至少 2x ADCs : STM32L496 + L4P5
  • 串行PSRAM 支持 : STM32L4P5
  • MIPI DSI (max 2lanes) : STM32L4S9
  • TFT及外接存儲,64引腳 : STM32L4P5
  • 硬件非對稱加密引擎 : STM32L4Q5

更多信息,參考下表:

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▲ STM32L4/L4+選型指南

現有包含STM32L4P5微控制器的NUCLEO-L4P5ZG Nucleo-144開發板和STM32L4P5G-DK Discovery套件為用戶提供開發測試,在STM32Cube生態系統下,STM32CubeL4 MCU軟件包支持STM32L4P5和STM32L4Q5,該軟件包包含硬件抽象層和底層(HAL / LL)外圍驅動程序,中間件組件和示例項目以及STM32CubeMX初始化代碼生成器以及配置器,還有專屬的功耗計算器,為超低功耗設計提供極大便利。


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