ST量產G0系列單片機，欲延續(xù)F0的暢銷輝煌

　　照片：從左至右，ST中國區(qū)微控制器事業(yè)部市場及應用總監(jiān)曹錦東先生，ST微控制器部產品線市場經理Pierre Charvet先生，ST中國區(qū)微控制器事業(yè)部市場經理于引女士

　　G0量產，是F0的延續(xù)

　　F0是STM32單片機(MCU，微控制器)中的明星系列，銷量位居該公司第二(注：第一是F1系列)。近日，ST(意法半導體)公司宣布量產STM32G0系列MCU，以替換原先的F0系列，性能更高，功耗更低，來進一步提高STM32在相關細分市場上的覆蓋率。

　　圖 STM32平臺的14個系列(均有十年供貨保證)

　　此前的2018年10月12日，意法半導體(ST)曾宣布推出STM32微控制器(MCU)家族的第12個產品系列，定位于無線的STM32WB系列，僅僅一個多月，ST又推出了兩個系列——低功耗的L5系列和此次發(fā)布的G0系列。可見，在過去的12年間，ST已發(fā)布了14條產品線，形成了一個廣泛而密集的32位MCU平臺，產品型號達800多個。2019年ST將有更多的產線線和產品型號問世，具體地，G系列可能會推出更多的產品系列;ST銷量最大的F1系列是基于Arm M3核的，但ST今后不會在M3核上發(fā)展新產品了，而是采用Arm更高效的內核。

　　ST中國區(qū)微控制器事業(yè)部市場及應用總監(jiān)曹錦東先生解釋這樣做的原因，稱今天客戶遇到的挑戰(zhàn)是：在做當前的項目時，同時也在考慮下一個項目，因此客戶希望今天的項目和下一個項目使用同一個平臺，并能夠滿足現在還無法預測到的更大設計挑戰(zhàn)。

　　STM32平臺希望有豐富的產品線，可以在性能、功耗和客戶目前難以預料到的挑戰(zhàn)方面對客戶有好的支撐。“大中小型客戶喜歡ST的原因是：總能找到一個他們需要的STM32系列MCU，無論是高性能還是低功耗?！辈苠\東總監(jiān)稱。

　　那么，友商也有很多產品線，對于ST來說，如何讓客戶更容易地使用STM32平臺?主要有三方面。首先是和中國的合作伙伴共拓生態(tài)系統(tǒng)，因為今天的創(chuàng)新更復雜，例如包含了物聯網/大數據處理、AI方面等方面的合作，ST可以提供硬件支撐，幫助客戶從想法到設計方面的實現。二是專注垂直應用。今天的應用比過去更復雜，除了控制，還有接入、聯網、數據安全等，ST一方面銳意創(chuàng)新。另一方面采取收購策略，例如2018年7月收購了Draupner Graphics，現在該公司的TouchGFX套件現已緊密集成在STM32Cube生態(tài)系統(tǒng)中，助力AI、可穿戴產品的開發(fā)。三，關注廣泛的中小客戶，在拓展渠道方面，包括線上和線下在開展，例如，2018年9月，STM32官方在線商店入駐阿里巴巴天貓商城，使客戶更容易接觸和購買ST的芯片和開發(fā)板。阿里巴巴近日稱，在其所有芯片店里，STM32是最活躍的、轉換率(注：指從訪問到購買)是最高的。

　　G0的主要優(yōu)勢

　　ST微控制器部產品線市場經理Pierre Charvet先生介紹了G0，主要目的是希望產品高效、穩(wěn)健、簡單。具體地，高效體現在集成度高、低功耗，穩(wěn)健體現在物理設計上的安全和可靠，簡單即工具和生態(tài)系統(tǒng)易于使用。

　　在降低物料清單成本方面，ST有組直觀的數字：無需外部時鐘、去耦電容以及采用更小的PCB板，可總共節(jié)省15美分;此外增加了USB-C充電，且有安全燒寫代碼，合計又節(jié)省了40美分。

　　內核性能上，G0的主頻是64MHz/59 DMIPS，而F0是48MHz，因此G0的性能更高。

       功耗性能上，盡管不是超低功耗，但是性能也非常好。例如G0提供了很多低功耗模式，例如可快速喚醒、STOP、待機、shutdown和VBAT。尤其VBAT達到了低功耗系列L4系列的水平。

　　存儲容量選擇也很多，量產中的128KB核64KB存均配備最高的32KB SRAM。定時器頻率高達128 MHz。12位ADC，采樣速率更高，達到2.5MSPS還有16位硬過采樣?？梢詽M足寬泛產品需求，適合更多產品需求。

　　產品分為基礎型、超值型等。超值型在重要功能上決不妥協(xié)，提供安全(safety)等保證。

　　熱門問答

　　問：既然G0是F0的延續(xù)，為何要開辟一個新系列G0?

　　答：性能也有很大提升，降低了BOM(物料清單)，因此通用性更強，適合消費電子和工業(yè)等廣泛客戶。例如定時器跑到2倍頻率，集成了Timer，適合全溫度范圍，因而擴展到燈的應用，因為有快速輸出，也適合馬達應用等。

        此外，工藝也不同。例如G0的工藝是80 nm，F0是180 nm。

　　問：M0+為何沒有升級到Arm更新的M23內核?

　　答：M23的特點是更加安全，因為集成了TrustZone。但對客戶來說，M0+的使用更簡單，無需消化(注：例如代碼無需轉換)。從成本上，從F0容易延續(xù)到G0。

　　實際上，ST也有M23和M33的授權，也推出了M33的產品(注：STM32L5)。M23和M33的CPU計算性能有區(qū)別，ST通常的策略是從高往低做，半年后大家也許知道是否有新核和新的G系列了。

　　問：G0有很多安全功能，Arm M23也有TrustZone等安全方案，到底哪種方法更安全?

　　答：安全是基于ST對客戶的了解。G0沒有用TrustZone，不是成本的原因。

　　問：G0的基礎系列和超值系列的安全有何區(qū)別?

　　答：safety可以理解為可靠，security為安全?；A系列對于CPU時鐘監(jiān)控、ECC、密鑰存儲等。超值系列(Safety)去掉了密鑰存儲，對于芯片本身是安全的。

　　Safety和security的關系，以房子為例，房子時間長了墻和窗戶會松動，safety是保證你的房子正常運轉。Security是防止有人故意破門、破窗而入，即防范惡意攻擊，保障你的財產不受侵犯。

　　為了更利于讀者了解G0，附上G0的官方新聞稿摘要如下。

　　意法半導體新系列STM32微控制器加快創(chuàng)新腳步，滿足智能物聯網產品對尺寸更小、功能更強、能效更高的需求

　　? *低引腳數封裝、低功耗、大容量存儲器，為智能物聯網產品構建緊湊高效的開發(fā)平臺

　　? *穩(wěn)健的新系列Arm?Cortex?-M0 +微控制器，簡化的電源連接引腳，卓越的EMS保護機制，同級領先的硬件安全特性

　　? *強化外設功能，增加對USB Type-C和Power Delivery的支持

　　2018年12月4日 – 橫跨多重電子應用領域的全球領先的半導體供應商意法半導體 (簡稱ST)正在擴大其市場領先的Arm?Cortex ?-M內核微控制器產品組合，通過在STM32 *產品家族中新增STM32G0系列微控制器(MCU)，提高STM32在嵌入式系統(tǒng)重要細分市場上的覆蓋率。新的G0系列瞄準要求尺寸更小且能效更高、功能更強、更安全和性價比更高的入門級應用。

　　極其靈活的封裝選擇和存儲容量選項使設計人員能夠在更小的空間內設計更多的功能，并節(jié)省成本。新的配電架構將外部電源和接地連接減少到只有一對引腳，從而留出更多的封裝引腳空間 – 這在許多嵌入式項目中被視為寶貴資源 – 并分配給用戶使用。

       此外，意法半導體還為緊湊、經濟的低引腳數封裝提供更大的存儲容量。更重要的是，新一代產品還采用省電創(chuàng)新技術，功耗水平媲美專門設計的超低功耗微控制器。

　　為了給今天的物聯網設備提供穩(wěn)健的數據安全保護功能，STM32G0系列引入了各種基于硬件的安全特性，包括支持安全啟動的存儲器保護機制。為輔助密碼加密功能，該系列中的部分產品在這些安全功能的基礎上增加了帶有硬件隨機數生成器(TRNG)的AES-256硬件加密加速器。

　　為迎接當前迅速增長的新需求，新系列產品還集成了另一個有價值的功能，即支持最新的USB Type-C和Power Delivery 3.0版本，讓設備連接和充電變得更快、更方便。

　　STM32G0系列基于Arm Cortex-M0 +內核，在嚴格的功率預算內提供出色的性能，服務于物聯網世界中發(fā)展快速的產品，包括智能手機、智能廚房設備、家用電器、空調、消費產品或工業(yè)電機控制、高級用戶界面、物聯網設備、可充電聯網設備、無人機、照明系統(tǒng)等。

　　編者按：

　　STM32G0 MCU的更多功能可幫助設計人員壓縮下一代產品的實物尺寸和物料清單，同時提升產品性能和功能。

　　封裝從8引腳到100引腳可選，開發(fā)人員可以輕松升級落后的8位MCU設計。閃存容量從16KB到512KB，512KB最小封裝是32引腳，開發(fā)人員能夠在小尺寸、低成本的產品上開發(fā)更復雜的應用。

　　與典型的入門級MCU相比，64MHz的最大CPU頻率支持更高處理速度。另一方面，極其靈活的時鐘配置方案讓用戶能夠按照功率預算定制系統(tǒng)性能。內部時鐘穩(wěn)定性極強，可與高端器件媲美，時鐘精度在0°C - 85°C范圍內為±1%，在-40°C-125°C范圍內為±2%，這不僅節(jié)省了連接專用外部定時器件所需的電路板空間和引腳，而且還可以將物料清單成本降低至少10美分。

　　STM32G0系列的能效非常高，運行模式功耗低于100μA/ MHz，并提供多種低功耗模式，以節(jié)省電能，延長電池續(xù)航時間。當實時時鐘(RTC)運行時，停止模式功耗僅為3~8μA，待機功耗僅為500nA(兩者都是在3.0V、25°C條件下)。

       此外，為提高性能、速度和精度，外圍設備也進行了升級改進。新系列集成一個12位2.5MSPS的ADC(利用硬件過采樣可將精度提高到16位)、一個2通道DAC、快速比較器和7.8ns分辨率的高精度定時器。

　　除了可分配給用戶更多的I/O端口外，內部配電方案(意法半導體專利)還減少了外部電源去耦組件的數量，從而節(jié)省了物料清單成本。

　　增強的內部抗電磁干擾(EMS)能力是另一個節(jié)省電路板空間和物料清單成本的功能。高于4.5kV的快速瞬變脈沖防護能力，符合IEC 61000-4-4國際標準規(guī)定，降低了對周圍濾波元件的需求，并簡化了電路板布局。確保產品電磁行為良好不費力，有助于產品開發(fā)團隊順利通過EMC認證，從而加快產品上市。

　　意法半導體計劃從STM32G0系列再衍生多個產品線，包括STM32G071和增加硬件加密功能的STM32G081，以及用于大眾市場的STM32G070 超值系列。STM32G070CBT6超值系列MCU，擁有48引腳封裝和128KB閃存。

　　圖：ST的基礎型和超值型產品[現有(紅框內)及規(guī)劃]