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2024年STM32 Summit巡迴論壇

  • 賴品如台北

近年來,隨著MCU(微控制器)的競爭愈加激烈,加上邊緣AI、數位轉型與節能議題等需求殷切,各家MCU大廠無不在新一代MCU產品線強化其競爭優勢,甚至是進一步擴大在MPU(微處理器)的產品陣容,擴大其產品組合以滿足市場需求。也因此,ST(意法半導體)於日前舉辦2024年STM32 Summit巡迴論壇,介紹MCU與MPU的新一代產品藍圖,同時為了迎合生態系的廣泛需求,在開發工具與函式庫方面,ST延續過往的市場策略,有相當完整的布局。

ST亞太區副總裁暨台灣區總經理Giuseppe Izzo於開場致詞時談到,台灣正處於多項轉型和過渡的關鍵時期,從電氣化、交通運輸,到基於人工智慧的工業流程,還包括能源技術與管理,以及更廣泛應用於運算平台和數據中心的人工智慧。這些發展最終將擴展到全球範圍,Giuseppe Izzo也強調,ST將在台灣全力支持這些發展工作,歡迎各界能更多加了解ST在MCU產品的競爭實力。

ST APeC區域副總裁暨台灣業務負責人Damien LECONTE則是就ST目前的發展現況作通盤的介紹,ST在2023年總營收達到173億美元,整體市場策略將持續聚焦智慧移動、功率與能源,以及雲端互聯與自動化等技術面向,以此為基礎,再投放至車用電子、工業控制、個人電子、通網與運算等應用領域,而這些應用領域,ST大多皆居於領導地位。而ST本身就是IDM(整合元件製造)類型半導體業者,所以仍會提升其資本支出與研發,與本地及全球客戶合作,共同推動技術創新與應用發展。

延續既有產品線規劃,新一代系列方案布局完整

在正式進入主題後,意法半導體技術行銷經理Edward以宏觀的角度介紹STM32系列中相當重要的主力產品線,他特別提及,ST自2007年便開始推出以ARM cortex-M 為核心的MCU策略,據市調機構的統計,STM32連續在2022與2023年在通用型MCU市場取得業界領導地位,在MCU市場分別從即時性能、高效節能、周邊介面、最佳化整合與生態系等面向滿足不同市場需求,STM32提供了高達十年以上的供貨保證,確保客戶在產品的維護上不會受到影響。截至目前為止,STM32產品已經累積了二十幾條產品線,以此為基礎,並延伸出不同的子系列家族供廣大客戶因應用來選型。

首先,在MPU方面,在ST推出STM32MP1已經逐漸取得市場能見度後,ST也開始布局新一代的STM32MP2的推廣,其搭載新一代的Cortex-A35 核心,有單核與雙核的選擇,同時也整合Cortex-M33 微控制器,可以兼顧即時運算性能表現與資安的相關需求。在MCU方面新成員以高性能為出發,有STM32H7R/S、STM32H5新子系列,以及確定會搭載NPU架構即將發表的STM32N6系列;主流產品線則有包括STM32C0新子系列、超低功耗系列則有STM32U0新成員,以及適用於物聯網應用的無線藍牙STM32WBA等;針對特殊應用的數位電源與馬達控制則有STM32G4扮演其重要角色。

以產品個系列探討來看 , STM32H7R/S ROM-Less設計並內建2.5D GPU,提供客戶在追求高效能且更能有彈性的設計,優異的2.5D GPU則提供HMI應用設計上更為出色的顯示效能 , 同時在資安防護上可以達到SESIP第三級和PSA L3認證的等級,內部內建容量達620K SRAM與64K 開機所需之bootflash。STM32U0隸屬超低功耗家族,整合了LCD驅動IC,無需外掛石英震盪器,亦提供多元豐富的周邊傳輸介面,優異的低功耗表現也相當出色。

至於STM32C0扮演8或16位元MCU升級及入門款32位元的角色,同時提供8位元產品線相同的包封,讓客戶可以以低成本獲取32位元MCU的效能,以新子系列的STM32C071而言,是近期才發布的產品,主要是鎖定USB相關的應用。而ST也將將陸續推出STM32C0搭載更高記憶體容量與豐富周邊的產品線。

STM32MP2確定搭載16奈米製程,性能規格有感升級

新一代的STM32MP2在導入Cortex-A35 CPU後,確定可以支援64位元指令的程式工作,同時CPU頻率最大可到1.5GHz,ST應用工程師Bossen在會中談到,STM32MP2將會採用16奈米製程,其性能表現、運作溫度、資安、GPU與乙太網路等規格,相較前一代STM32MP1,都有全面性的升級,與此同時STM32MP2也有搭載AI運算性能達1.35TOPS的NPU,來處理需要邊緣AI運算的應用。

此外,資安設計上,是採用Cortex-A35與M33共同形成聯防的作法,搭配市面上常見的TrustZone,目標達到工業資安等級SESIP第三級與PSA第一級的要求。如前所提,由於STM32MP2在Cortex-A35分為單核與雙核版本,ST在封裝上,讓大多數同系列的MPU都能做到接腳相容,軟體開發與函式庫上,也是全產品線支援。

值得一提的是,在作業系統上,除了可以支援Android外,在Linux版本,一共涵蓋OpenSTLinux、BuildRoot與OpenWrt等三種版本。應用情境方面,則是涵蓋了工業自動化視覺辨識、智慧城市、智慧家庭與家庭機器人等,但大抵上,這些都是典型的邊緣運算AI應用,背後皆需要STM32MP2的運算性能支撐,而ST所提供的邊緣運算開發工具,可以協助客戶訓練出所需要的模型,若有資安疑慮,模型訓練也能在本地進行。

兼顧Sub-G與2.4GHz頻段,高整合度為無線MCU產品線特色

無線MCU產品線方面,2024年ST則是鎖定STM32WL與STM32WBA兩大產品線,ST APeC無線產品行銷經理Watson表示,針對STM32WL,ST主要是為了因應Sub-G頻段而打造出的產品,而市場相當耳熟能詳的STM32WB,則是對於2.4GHz的頻譜而生,所以兩大系列產品線的定位有所不同。Watson進一步談到,STM32WL為了能讓ST MCU客戶的開發更為方便,提供了將ST MCU與LoRa射頻前端加以整合,這也是目前全球首顆推出如此LoRA/FSK/MSKBPSK/高度整合的SoC產品。

而STM32WBA則是因應2.4GHz頻段所要用到的無線技術協定,將藍牙、Zigbee與Matter RCP等加以整合,搭載Cortex-M33 CPU,頻率則為100MHz,採用40奈米製程。此外,STM32WBA因應不同的運作模式與CPU頻率,其電流消耗都有其優異的表現,所以像是需要電池應用的物聯網產品,此款MCU就十分適合。

免費提供開發工具,協助客戶大幅縮短開發時間

邊緣AI運算一直是ST十分重視的應用領域,ST除了在MPU與MCU等硬體有所著墨外,ST在軟體工具與應用場景,有相當完整的解決方案,協助客戶快速完成系統開發。ST AI技術創新中心Ryk指出,早在2018年期間,ST就已經推出STM32Cube.AI模型轉換工具,到目前為止已經推出第十個版本以及雲端服務。隨著ST這幾年來的發展,現在許多開發工具與函式庫均免費提供。

在開發流程上,ST可以協助客戶選定模後,將模型上傳至雲端環境,由雲端協助測試客戶欲使用的開發板,藉此了解整體的跑分表現,再決定是否要購買其開發板,或是另尋其他更適合的系列產品,這為客戶省去不必要的購買成本。ST資深應用工程師Jerry則延續了在AI開發工具上探討的內容。在STM32Cube Ecosystem的開發環境中,所有硬體產品線都有相對應且豐富的範例供客戶參考,並提供針對STM32產品系列提供全面性一站式軟體包,包括硬體抽象層(HAL)和底層驅動(LL) API等週邊驅動程式,進而快速縮短學習曲線。此外,ST也與其他第三方燒錄系統業者合作,從初始原型設計到大規模生產,全面滿足客戶需求。

STM32G4軟硬升級,通吃數位電源與馬達控制

數位電源與馬達控制也是ST旗下MCU產品所高度聚焦的應用領域之一,ST資深應用工程師Jeff談到,STMG4產品線,就可以同時滿足這兩大應用,ST對STM32G4打造了對應的生態系統套件,並在最新的STM32CubeG4套裝軟體中增加新的範例程式,幫助開發者進一步了解無人機、小型電動車以及各種數位電源的應用。

在STM32的生態系統中,提供PFC、PSU拓撲與馬達控制所需要的SDK、文檔等,讓開發上變得更加容易。Jeff進一步指出,新一代的STM32G474產品線,雖然僅是搭載Cortex-M4 CPU,但是在高解析度計時器與PWM輸出等,相較於過去所推出的STM32H743與STM32F334等,有相當程度的升級,對於電源設計來說會帶來相當大的助益。

ST技術行銷專案經理 Eddie闡述ST的ST25 NFC有三個產品類別,ST25T系列是NFC帶有天線的Tag但沒有一個I2C介面,可用於奢侈品做產品保護或品牌訊息、消費者參與、資產追蹤、票務、品牌保護、門禁控制、遊戲等。ST25D系列是指也提供I2C介面的Dynamic NFC Tag。資料可透過I2C介面與MCU或著透過NFC介面更新傳輸,可用於工業、照明、計量、馬達控制、消費、家電、醫療保健等。

ST25R系列是NFC Reader用於存取標籤,也可用來與手機傳輸,可用於POS和mPOS terminal、汽車、門禁、遊戲、讀卡機 + 標籤等。受益於ST25R結合ST25T的產品通常由主機和附加配件(例如消耗品或電池)組成。ST25R +ST25T解決方案已在市場上廣泛部署,美容、家居、醫療保健和許多其他產業的產品受益於 ST25 的 NFC 使用案例,為消費者、產品製造商和設計師帶來附加價值。ST NFC無線充電提供充電、充電過程動態控制、檢測異物保護、一般NFC使用通訊案例,例如配對、身分驗證、參數設定等。使用NFC無線充電的好處是提供更好的可靠性,也更簡單實現防水/防塵設計。

最後,意法半導體台灣區微控制器產品負責人楊正廉表示,ST持續在MCU和MPU領域加強產品布局,推出了多款具備高性能和低功耗的產品,涵蓋了工業自動化、智慧城市、物聯網及邊緣運算等應用場景。在2024年STM32 Summit巡迴論壇中,ST不僅展示了新一代的STM32微控制器與微處理器產品,還強調了在邊緣AI運算、無線通訊和數位電源等領域的創新技術解決方案。這些產品與技術的推出,旨在進一步滿足市場對高效能、低功耗和資安的需求,並強化ST在全球半導體市場的領導地位。ST的策略不僅限於硬體產品,還配合完整的開發工具與函式庫,為客戶提供全面的技術支持,助力其快速開發並推入市場。