Компания STMicroelectronics пополнила семейство ультранизкопотребляющих микроконтроллеров STM32U3 на базе ядра Arm Cortex-M33 двумя новыми представителями: микроконтроллеры STM32U3B5 и STM32U3C5 получили больше ресурсов — до 640 КБ статической памяти и 2 МБ флеш-памяти, а также акселератор HSP (аппаратный сигнальный процессор) для выполнения задач искусственного интеллекта и машинного обучения без использования батарей, только за счёт сбора энергии из окружающей среды.
Новые чипы по-прежнему работают на частоте до 96 МГц, используют схемотехнику, работающую вблизи порогового напряжения (вплоть до 0,65 В), что обеспечивает энергопотребление всего 117 Coremark/мВт в активном режиме, и могут работать при температуре окружающей среды до +105°C. Они оснащены одной дополнительной группой интерфейсов, в результате чего общее количество составляет четыре SPI и I2C, два I3C и CAN-FD, а также пять UART. Также добавлено пять 16-разрядных таймеров, что в сумме даёт десять. Модель STM32U3C5 также включает криптографическое ядро для ускорения операций шифрования и дешифрования и поддерживает аппаратную функцию безопасности CCB (Coupling and Chaining Bridge), которые отсутствуют в STM32U3B5.
Ключевые особенности и характеристики ST STM32U3B5/C5:
- Ядро МК
- 32-разрядное ядро Arm Cortex-M33 с частотой 96 МГц, поддержкой TrustZone и FPU
- Производительность
- 1,5 DMIPS/МГц (Dhrystone 2.1)
- 395,4 CoreMark (4,12 CoreMark/МГц)
- Ускоритель ART с инструкциями DSP
- Математический сопроцессор – Аппаратный сигнальный процессор (HSP) для обработки цифровых сигналов и искусственного интеллекта
- Память/Хранилище
- 640 КБ статической памяти, включая 384 КБ с аппаратной проверкой чётности
- 2 МБ двухбанковой флеш-памяти с ECC
- Интерфейс внешней памяти OCTOSPI, поддерживающий память типов SRAM, PSRAM, NOR, NAND и FRAM
- Интерфейс SDMMC
- Периферия
- До 114 линий GPIO с поддержкой прерываний, большинство из которых допускают напряжение 5 В, и до 14 линий ввода/вывода с независимым питанием до 1,08 В
- Контроллер USB 2.0 Full-Speed
- Аудио
- 1 последовательный аудиоинтерфейс SAI
- Цифровой аудиофильтр с детектированием звуковой активности
- 4 интерфейса I2C FM+ (1 Мбит/с), SMBus/PMBus
- 3 интерфейса I3C (SDR) с поддержкой режима I2C FM+
- 3 интерфейса USART и 2 UART (SPI, ISO 7816, LIN, IrDA, modem), 1 интерфейс LPUART
- 4 интерфейса SPI (7 интерфейсов SPI, если включить 1 интерфейс в составе OCTOSPI + 2 интерфейса в составе USART)
- 2 контроллера CAN FD
- 12-канальный контроллер GPDMA, работающий в режимах Sleep и Stop (вплоть до Stop 2)
- До 24 каналов ёмкостного сенсорного ввода с поддержкой сенсоров типа touch key, линейных и поворотных
- Аналоговые блоки
- 2 АЦП 12-разрядные, 2,5 Мвыб/с, с аппаратным усреднением
- Модуль 12-разрядного ЦАП с 2 преобразователями ЦАП, энергоэффективной схемой выборки и хранения, автономной работой в режиме Stop 1
- 2 операционных усилителя со встроенным PGA
- 2 сверхмаломощных компаратора
- До 17 таймеров и 2 сторожевых таймера
- 2 16-разрядных расширенных таймера для управления двигателем
- 3 32‑разрядных и 4 16‑разрядных таймера общего назначения
- 2 16‑разрядных базовых таймера
- 4 маломощных 16‑разрядных таймера (работают в режиме Stop)
- 2 сторожевых таймера
- 2 таймера SysTick
- Часы реального времени с аппаратным календарём, будильниками и калибровкой
- Блок расчёта CRC
- Безопасность и криптография
- Arm TrustZone и защищаемые линии ввода/вывода, память и периферия
- Гибкая схема жизненного цикла с RDP и отладкой, защищённой паролем
- Корень доверия благодаря уникальной точке входа в загрузчик и защищённой области скрытой защиты (HDP)
- Безопасная установка прошивки (SFI) из встроенных корневых защищённых служб (RSS)
- Безопасное хранение данных с аппаратным уникальным ключом (HUK)
- Безопасное обновление прошивки
- Поддержка Trusted firmware for Cortex-M (TF-M)
- 2 криптопроцессора AES, включая один с защитой от атак по сторонним каналам (SCA) (SAES)
- Акселератор открытого ключа, устойчивый к SCA
- Аппаратная защита ключей
- Ключи аттестации
- Аппаратный ускоритель HASH
- Генератор истинно случайных чисел (TRNG), соответствующий стандарту NIST SP800-90B
- Уникальный 96-битный идентификатор
- 512-байтовая OTP (однократно программируемая) память
- Защита от вскрытия
- Тактовые генераторы
- Кварцевый генератор 4–50 МГц
- Кварцевый генератор 32,768 кГц для часов реального времени (LSE)
- Внутренний подстроенный RC-генератор 16 МГц (±1%)
- Внутренний маломощный RC-генератор с частотой 32 кГц или 250 Гц (±5%)
- 2 внутренних многоскоростных генератора от 3 МГц до 96 МГц
- Внутренний генератор 48 МГц с восстановлением тактовой частоты
- Точный MSI в режиме PLL и до 96 МГц с кварцевым генератором 32,768 кГц, 16 МГц или 32 МГц
- Отладка – Serial-wire debug (SWD), JTAG, Embedded Trace Macrocell (ETM)
- Напряжение питания – от 1,71 В до 3,6 В
- Управление питанием – Встроенный стабилизатор (LDO) и понижающий импульсный стабилизатор (SMPS) с поддержкой переключения на лету и изменения напряжения
- Потребляемая мощность
- 1,6 мкА в режиме Stop 3 с 8 КБ статической памяти
- 3,15 мкА в режиме Stop 3 с полным объёмом статической памяти
- 3,5 мкА в режиме Stop 2 с 8 КБ статической памяти
- 5,7 мкА в режиме Stop 2 с полным объёмом статической памяти
- 12 мкА/МГц в режиме Run при 3,3 В (режим While(1) с понижающим импульсным стабилизатором)
- 15,5 мкА/МГц в режиме Run при 3,3 В/48 МГц (режим CoreMark с понижающим импульсным стабилизатором)
- 20 мкА/МГц в режиме Run при 3,3 В/96 МГц (режим CoreMark с понижающим импульсным стабилизатором)
- Корпуса – Все соответствуют стандарту ECOPACK2 (RoHS+)
- UFQFPN48 – 7 x 7 мм
- LQFP48 – 7 x 7 мм
- LQFP64 – 10 x 10 мм
- WLCSP72 – 3,67 x 3,58 мм
- WLCSP99 – 3,67 x 3,58 мм
- LQFP100 – 14 x 14 мм
- WLCSP126 – 3,67 x 3,58 мм
- UFBGA132 – 7 x 7 мм
- LQFP144 – 20 x 20 мм
- Температурный диапазон – от -40°C до +105°C
Изменения по сравнению с более ранними STM32U375 и STM32U385 выделены жирным шрифтом. Компания сообщает о немного более высоком энергопотреблении и улучшенных показателях теста CoreMark для новых STM32U5 при тех же условиях. Обновлённое количество интерфейсов добавляет один интерфейс, и ни один из корпусов не является общим между семействами U375/U385 и U3B5/U3C5, за исключением корпуса LQF48.
Преимущества нового акселератора HSP объясняются компанией ST в записи блога , где, в частности, отмечается, что он обеспечивает производительность в 13 раз выше, чем у традиционного Cortex-M33, энергоэффективность в 9 раз лучше, чем у STM32U5 , производительность в 3 раза выше, чем у Cortex-M55 с MVE, и до 9 раз лучшую производительность, чем у Cortex-M33 с использованием TensorFlow Lite для микроконтроллеров для распознавания ключевых слов, классификации изображений или алгоритма визуального пробуждения.
Инструменты разработки включают генератор кода инициализации STM32CubeMX, пакет для МК STM32CubeU3 и экосистему ПО STM32 AI . Компания также упоминает демонстрацию работы без батарей с использованием отладочной платы Nucleo на основе STM32U3C5 и камеры, питаемой от фотоэлектрических модулей, а также запуск алгоритма обнаружения людей с использованием нового HSP, который будет продемонстрирован на выставке Embedded World 2026. Вероятно, речь идёт о отладочной плате STM32 Nucleo-144 (NUCLEO-U3C5ZI-Q) на базе микроконтроллера STM32U3C5ZI, с импульсным стабилизатором и поддержкой подключения Arduino и ST morpho.
Младшая модель STM32U3B5CG в 48-выводном корпусе стоит $2,9298 за единицу при заказе от 10 тыс. штук, тогда как старшая 144-выводная модель STM32U3C5ZI оценивается в $4,6829 за единицу при том же объёме. Разработчики смогут приобрести отладочную плату NUCLEO-U3C5ZI-Q за $30 на Future Electronics, но в данный момент ссылка не работает. Более подробная информация о микроконтроллерах STM32U3B5/C5 доступна на странице продукта и в блоге ST .
Выражаем свою благодарность источнику, с которого взята и переведена статья, сайту cnx-software.com.
Оригинал статьи вы можете прочитать здесь.