意法半導(dǎo)體首款M0+ MCU STM32L0，挑戰(zhàn)對(duì)手的殺手锏

為了幫助客戶開發(fā)出電池續(xù)航能力一流，且外觀設(shè)計(jì)纖薄的計(jì)算機(jī)外設(shè)、健康監(jiān)視器/跟蹤器、工業(yè)傳感器和智能家居產(chǎn)品，意法半導(dǎo)體(ST)日前正式公布了最新的STM32L0微控制器系列，其擁有的ARM Cortex-M0+內(nèi)核、優(yōu)化架構(gòu)、電源管理模式、超低功耗外設(shè)、支持節(jié)能型USB功能、以及獨(dú)有的超低功耗制造工藝，被ST大中華與亞太區(qū)微控制器市場(chǎng)及應(yīng)用總監(jiān)JAMES WIART視作其挑戰(zhàn)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的殺手锏。

2013年全球通用MCU廠商排名

ST方面提供的數(shù)據(jù)顯示，STM32L0將運(yùn)行模式功耗降至87μA/MHz，當(dāng)保留RAM全部數(shù)據(jù)時(shí)，停止模式功耗為440nA，并集成低功耗定時(shí)器，快速喚醒時(shí)間達(dá)到3.5μs，以便讓應(yīng)用設(shè)計(jì)人員能夠充分利用不同的低功耗模式;針對(duì)產(chǎn)品功耗隨溫度升高而快速增加的情況，ST通過(guò)獨(dú)有制造工藝使該系列產(chǎn)品創(chuàng)下了125℃時(shí)世界最小的功耗記錄;此外，該系列還集成了世界功耗最低的ADC。在每秒100k次采樣率下，片上集成的12位ADC功耗僅為48μA，內(nèi)置的硬件過(guò)采樣功能還可將ADC分辨率提高到16位。

STM32L0系列功耗

STM32L0工作溫度

該系列目前擁有30余款基本型入門級(jí)產(chǎn)品，除入門級(jí)配置外，還提供帶USB接口和可選LCD控制器(最大8x28)的型號(hào)。全速USB模塊支持無(wú)外部晶振運(yùn)行、USB充電檢測(cè)(BCD)和鏈路層功耗管理(LPM)。封裝方面，ST可提供從2.7x2.7mm WLCSP36到10x10mm LQFP64的多種封裝，集成最高64KB閃存、8KB SRAM和2KB EEPROM。

STM32L0系列

ST超低功耗微控制器產(chǎn)品系列一覽

由于可穿戴產(chǎn)品屬于STM32L0 MCU重點(diǎn)關(guān)注的領(lǐng)域，JAMES WIART自然重點(diǎn)談到了公司在可穿戴市場(chǎng)的產(chǎn)品布局。目前來(lái)看，ST針對(duì)可穿戴設(shè)備的STM32 MCU分為四類：低功耗的L0、L1系列定位于智能腕帶;F401定位于高端智能腕帶、運(yùn)動(dòng)手表等，主頻84MHz，采用3x3mm WLCSP封裝，優(yōu)勢(shì)在于實(shí)現(xiàn)功耗性能的最佳平衡;F429定位于高端智能手表，使用Chrom-ART Accelerator技術(shù)，比單獨(dú)使用MCU性能提高兩倍，其優(yōu)勢(shì)是內(nèi)置TFT LCD控制器以及SDRAM控制器。

另一方面，隨著可穿戴設(shè)備、智能硬件搭載的MEMS傳感器數(shù)量越來(lái)越多，采用MCU作為Sensor Hub來(lái)控制所有傳感器的做法日趨普遍。ST STM32超低功耗系列微控制器市場(chǎng)經(jīng)理HAKIM JAAFAR稱，ST除了提供硬件之外，還將聯(lián)合第三方合作伙伴提供相關(guān)算法、協(xié)議棧和應(yīng)用層軟件，比如睡眠質(zhì)量檢測(cè)、運(yùn)動(dòng)檢測(cè)、自由落體、行走、跑動(dòng)等。

但他并不看好市場(chǎng)上一些將MCU與MEMS集成在一起的方案，因?yàn)?ldquo;如果我們這樣做了，將至少需要3x3或4x4這樣的產(chǎn)品組合，也就是說(shuō)四種MCU和四種MEMS共計(jì)16種產(chǎn)品，從某種程度上來(lái)說(shuō)，這對(duì)客戶和ST都不是非?？尚械姆桨浮Ｋ?，ST的策略仍將是根據(jù)不同需要，單獨(dú)提供不同類型的MCU與MEMS傳感器產(chǎn)品，從而保持極大的靈活性。”

活動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)，ST重點(diǎn)展示了一款基于STM32L0的“氣象預(yù)報(bào)站(Weather station)”方案設(shè)計(jì)，除STM32L0 MCU外，還包括ST MEMS壓力傳感器HTS221、濕度/溫度傳感器HTS221和數(shù)字UV傳感器UVIS3，這也被視作日前由“墨跡天氣”開發(fā)商墨跡風(fēng)云發(fā)布的首款智能空氣檢測(cè)設(shè)備“空氣果”的原型。

基于STM32L0的“氣象預(yù)報(bào)站(Weather station)”方案設(shè)計(jì)

“空氣果”采用了ST高端32位MCU和大量MEMS傳感器(溫度、濕度、二氧化碳、PM2.5、噪音和重力傳感器)，用戶除了可以使用墨跡天氣APP控制外，還可以通過(guò)手勢(shì)、語(yǔ)音以及觸摸進(jìn)行控制。此外，空氣果還同時(shí)支持空氣質(zhì)量的語(yǔ)音播報(bào)和鬧鐘功能，當(dāng)空氣質(zhì)量不健康時(shí)會(huì)發(fā)出提示。

采用Cortex-M0+內(nèi)核設(shè)計(jì)超低功耗MCU對(duì)ST來(lái)說(shuō)是第一次，然而其競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手早在兩年前就拿到了ARM授權(quán)并展開設(shè)計(jì)，這是否意味著ST在該市場(chǎng)上喪失了最佳的市場(chǎng)時(shí)機(jī)?ST中國(guó)區(qū)微控制器市場(chǎng)部高級(jí)經(jīng)理曹錦東對(duì)此給予了否認(rèn)。他更強(qiáng)調(diào)了推動(dòng)和打造一個(gè)完整MCU生態(tài)系統(tǒng)對(duì)ST的重要性，因?yàn)檫@既涉及芯片、板級(jí)設(shè)計(jì)和方案設(shè)計(jì)等硬件，也包括操作系統(tǒng)和大量的軟件應(yīng)用。“其實(shí)對(duì)MCU來(lái)講，內(nèi)核只占極小的面積，剩下的面積是由Flash、RAM、邏輯、外設(shè)所組成的。因此，ST會(huì)有很多空間去做差異化的內(nèi)容，包括成熟穩(wěn)定的工藝、優(yōu)化的架構(gòu)設(shè)計(jì)和外設(shè)IP、產(chǎn)能規(guī)劃等等，更為重要的是STM32L0產(chǎn)品和現(xiàn)有STM32完全兼容，對(duì)于現(xiàn)有的設(shè)計(jì)可以非常快捷的轉(zhuǎn)換到此低功耗產(chǎn)品去”

為了進(jìn)一步擴(kuò)展STM32L0開放生態(tài)系統(tǒng)，ST此次還推出了另外三款配套產(chǎn)品，分別是STM32L0探索套件、功耗計(jì)算器和Nucleo電路板。其中，探索套件電路板上安裝了ePaper顯示器、線性電容觸摸傳感器和自檢測(cè)量系統(tǒng)，用戶能夠測(cè)量實(shí)時(shí)功耗;功耗計(jì)算器功能則包含在增強(qiáng)型STM32CubeMX設(shè)計(jì)工具中，可幫助新產(chǎn)品用戶達(dá)到超低功耗目標(biāo);Nucleo電路板則提供Morpho和Arduino兼容接口，完全支持mbed.org標(biāo)準(zhǔn)，從而為包括創(chuàng)客(Maker)在內(nèi)的產(chǎn)品開發(fā)人員提供了快速通道。ST方面透露，Nucleo電路板上架首日的銷量就達(dá)到了3千塊，一個(gè)月的銷量更是高達(dá)1萬(wàn)7千塊。此外，STM32L0 Nucleo電路板和探索套件都將集成一個(gè)ST-Link/V2硬件調(diào)試器，以及運(yùn)行在Nucleo評(píng)估板和探索套件上的優(yōu)化的STM32L0微控制器專用例程代碼。