STM32U5 - nowa generacja mikrokontrolerów Ultra-Low Power

STM32U5 - nowa generacja mikrokontrolerów Ultra-Low Power

STM32 to nazwa popularnej rodziny mikrokontrolerów bazujących na rdzeniu ARM Cortex-M. Historia tych układów to okres trwający od roku 2008 do dnia dzisiejszego. Na przestrzeni lat producent, firma STMicroelectronics, konsekwentnie inwestował we wprowadzanie nowych serii układów, które sklasyfikowane zostały w czterech różnych kategoriach produktów: Mainstream (STM32Fx, STM32Gx), Ultra-Low Power (STM32Lx), High-Performance (STM32Fx, STM32Hx) oraz Wireless (STM32Wx).
W ramach artykułu prezentujemy najważniejsze informacje na temat nowych mikrokontrolerów STM32U5 i wprowadzone w nich innowacyjne rozwiązania.

Oferta układów STM32 Ultra-Low Power

W mikrokontrolerach Ultra-Low Power (w skrócie ULP) duży nacisk położony został na możliwość realizowania zaimplementowanych w aplikacji zadań z możliwie minimalnym zużyciem energii. W osiągnięciu tego celu pomagają dedykowane rozwiązania. Pierwszym z kluczowych elementów jest niski pobór prądu w trybie aktywnym. Drugim elementem jest zestaw trybów low-power o niskim poborze prądu. Finalnie pomocne są peryferia low-power, pobierające małą ilość prądu i mogące pracować w trybach low-power oraz umożliwiające wygenerowanie przerwania skutkującego wybudzeniem układu. Mikrokontrolery Ultra-Low Power to rozwiązanie wysoce pożądane w szerokiej gamie aplikacji, które używają baterii jako źródła energii. Użycie tych układów pozwala na minimalizację poboru prądu, co przekłada się na dłuższy czas pracy aplikacji. Przykładowe zastosowania to liczniki mediów (wodomierze, gazomierze), urządzenia noszone na ciele (opaski sportowe, smart watche), czujniki (czujki dymu, detektory obecności, sensory parametrów środowiskowych) i wiele innych.

Kategoria Ultra-Low Power mikrokontrolerów STM32 rozwija się dynamicznie na przestrzeni lat. Kierunek rozwoju niejako wyznaczany jest przez firmę ARM, która stopniowo wprowadzała nowe rdzenie typu Cortex-M. Tak więc historycznie pierwszą grupą Ultra-Low Power były bazujące na rdzeniu Cortex-M3 układy STM32L1, które powstały w 2009 roku. Cztery lata później, a więc w 2013 r., producent rozszerzył tą kategorię o układy STM32L0 oparte na rdzeniu Cortex-M0+. Odpowiednio w 2015 r. i 2016 r. do oferty dodane zostały rodziny z rdzeniem Cortex-M4F: STM32L4 i STM32L4+. W 2019 r. producent wprowadził do portfolio rodzinęSTM32L5 bazującą na rdzeniu Cortex-M33.

Warto w tym miejscu krótko scharakteryzować każdą z wymienionych serii. STM32L1 to układy, które w momencie powstania były pierwszymi na rynku mikrokontrolerami Ultra-Low Power wykorzystującymi architekturę Cortex-M. STM32L0 to układy dysponujące prostym rdzeniem oraz stosunkowo małymi zasobami pamięci i peryferiów, co czyni je bardzo atrakcyjnym rozwiązaniem Ultra-Low Power pod kątem ceny. STM32L4 to niezwykle wszechstronne układy, których mocną stroną jest umiejętne połączenie energooszczędności, dobrej wydajności obliczeniowej oraz bogatych zasobów. Ich rozszerzeniem jest seria STM32L4+, która dysponuje większą mocą obliczeniową, dodatkową pamięcią oraz funkcjami graficznymi. Finalnie STM32L5 to mikrokontrolery, które akcentują mocno funkcje bezpieczeństwa. Tak zdefiniowane portfolio (zestawienie porównawcze pokazano w tabeli 1) pozwoliło firmie STMicroelectonics najpierw zaistnieć jako producent mikrokontrolerów Ultra-Low Power, a potem sukcesywnie budować swoją pozycję. Obecnie STM32 to jeden z rynkowych liderów w kategorii mikrokontrolerów Ultra-Low Power, za czym przemawiają liczby: łącznie 2 miliardy sprzedanych układów STM32L na przestrzeni lat 2009...2020. W lokalnych realiach przełożyło się to na wybitny wynik w postaci blisko 3 milionów sztuk dostarczonych do polskich klientów tylko w 2020 roku.

Najnowszą propozycją firmy STMicroelectronics w kategorii Ultra-Low Power jest rodzina mikrokontrolerów STM32U5. Bazuje ona na rdzeniu Cortex-M33, co sprawia, że na pierwszy rzut oka wydają się one być pewnego rodzaju kontynuacją mikrokontrolerów STM32L5. To skojarzenie jest jak najbardziej trafne, natomiast warto zdawać sobie sprawę z tego, że układy STM32U5 to także szereg innych usprawnień lub nowości w aż trzech obszarach: mocy obliczeniowej, energooszczędności oraz bezpieczeństwa. Dzięki temu można z pełnym przekonaniem mówić o innowacyjnym produkcie lub innymi słowy o nowej generacji mikrokontrolerów. W kolejnych rozdziałach tego artykułu przyjrzymy się szczegółowiej każdemu istotnemu aspektowi tych układów.

Proces technologiczny i jego wpływ na mikrokontrolery STM32

Jak wiadomo każdy układ scalony zbudowany jest z ogromnej liczby tranzystorów. Z kolei elementarnym parametrem tranzystora jest jego wielkość, która określona jest przez tzw. proces technologiczny. Jest to wartość wyrażona w nanometrach, która określa szerokość bramki tranzystora.

Mikrokontrolery STM32 Ultra-Low Power przeszły długą ewolucję pod kątem procesu technologicznego. Pierwsza seria, a więc STM32L1 korzysta z procesu technologicznego 130 nm. Druga w kolejności seria, a więc STM32L0, to już zoptymalizowany proces technologiczny – 110 nm. Konsekwentnie kolejne usprawnienie zastosowano w seriach STM32L4 i STM32L5. Obie bazują na procesie technologicznym 90 nm. Finalnie najnowsza seria STM32U5 reprezentuje znowu znaczący postęp w tym zakresie. Mamy tu do czynienia z procesem technologicznym 40 nm. Jest to obecnie najbardziej zaawansowany proces technologiczny stosowany w mikrokontrolerach STM32.

Proces technologiczny to pojęcie fundamentalne dla przemysłu półprzewodnikowego. Wielkość ta nie definiuje parametrów mikrokontrolera bezpośrednio, ale pośrednio ma na nie ogromny wpływ. Wyróżnić można tu trzy zasadnicze obszary oddziaływania. Pierwszy z nich to moc obliczeniowa. Mniejszy proces technologiczny pozwala uzyskać wyższą częstotliwość zegara, z którą pracuje mikrokontroler. Drugi obszar to energooszczędność. Mniejszy proces technologiczny sprawia, że mikrokontroler ogranicza zużycie prądu w trybie aktywnym. Trzeci obszar ma wymiar komercyjny. Mniejszy proces technologiczny umożliwia zmniejszenie gabarytów struktury krzemowej mikrokontrolera, co przekłada się na niższy koszt produkcji i w konsekwencji niższą cenę zakupu dla klientów.

Doskonałym przykładem wpływu procesu technologicznego na parametry układu są mikrokontrolery STM32F7 i STM32H7. Obie serie należą do kategorii High-Performance i bazują na rdzeniu Cortex-M7. Przejście z procesu technologicznego 90 nm w STM32F7 na 40 nm w STM32H7 pozwoliło zoptymalizować każdy z wymienionych wcześniej obszarów tzn. częstotliwość zegara wzrosła ok. dwukrotnie, pobór prądu w trybie aktywnym (tzn. na pojedynczy MHz) zmalał o ok. połowę, a cena (przy założeniu tej samej pojemności pamięci Flash i tej samej obudowy) pozostała na tym samym poziomie.

Moc obliczeniowa

W kontekście mocy obliczeniowej kluczowym elementem mikrokontrolerów STM32U5 jest rdzeń. Użyta tu jednostka to Cortex-M33. Jest to najnowsza propozycja firmy ARM biorąc pod uwagę rdzenie Cortex-M. Cortex-M33 wykorzystuje architekturę ARMv8-M i w zakresie mocy obliczeniowej rdzeń ten określić można przez dwie wartości: 1,5 punktu DMIPS/MHz i 4 punkty CoreMark/MHz. Jest to wynik o ok. 20% wyższy niż wynik uzyskany przez popularny rdzeń Cortex-M4F.

Po analizie charakterystyki rdzenia warto spojrzeć na osiąganą przez niego wydajność. Maksymalna częstotliwość pracy jednostki Cortex-M33 w mikrokontrolerach STM32U5 to 160 MHz. Jest to zatem praktycznie o połowę więcej niż w przypadku tego samego rdzenia w mikrokontrolerach STM32L5.

W kontekście wydajności warto wspomnieć jeszcze o bloku ART Accelerator. Pozwala on zredukować liczbę jednostek wait states pamięci Flash (wbudowanej i zewnętrznej), co korzystnie wpływa na wydajność wykonania kodu (jest ona liniowa w funkcji częstotliwości zegara rdzenia i magistral).

Rysunek 1. Zestawienie wyników testu wydajności Coremark wszystkich mikrokontrolerów STM32 Ultra-Low Power

Dobrym sposobem porównania mocy obliczeniowej różnych mikrokontrolerów jest test wydajności CoreMark. Na rysunku 1 pokazano zestawienie wyniku uzyskanego przez układy STM32U5 na tle wyników innych mikrokontrolerów Ultra-Low Power STM32. STM32U5 osiągnął 651 punktów Coremark, znacząco więcej niż najbliższe mu STM32L4+ i STM32L5.

Energooszczędność

Blok zasilania mikrokontrolerów STM32U5 wyposażony jest domyślnie w regulator napięcia LDO. Napięcie wejściowe dla regulatora pochodzi z wyprowadzeń VDD, a generowane napięcie wyjściowe o nazwie Vcore zasila zasoby mikrokontrolera: rdzeń, pamięć i peryferia. Vcore w zależności od przyjętej konfiguracji może mieć jeden z czterech poziomów: Range1 (1,2 V), Range2 (1,1 V), Range3 (1,0 V) lub Range4 (0,9 V). Wartość napięcia określa maksymalną możliwą do uzyskania częstotliwość zegara (24...160 MHz), jak też definiuje poziom poboru prądu (55,3...88,6 µA/MHz).

Część mikrokontrolerów STM32U5 ma na swoim wyposażeniu nie tylko regulator napięcia LDO, ale również przetwornicę napięcia SMPS. W takim przypadku można zdecydować który z tych elementów zasila zasoby mikrokontrolera (można też przełączać się między nimi w locie). Dla przetwornicy SMPS dostępne są takie same cztery poziomy Range definiujące wartość napięcia Vcore, częstotliwość zegara i poziom poboru prądu. W tym przypadku pobierany prąd jest jednak znacznie niższy (19,7...43,0 µA/MHz).

W mikrokontrolerach STM32U5 wprowadzono innowacyjny mechanizm polegający na możliwości wskazania jaka część pamięci SRAM jest podtrzymana. Częściowe wyłączenie podtrzymania pamięci SRAM skutkuje obniżeniem poboru prądu mikrokontrolera. W tabeli 2 pokazano zestawienie poboru prądu dla wszystkich opisanych wariantów konfiguracji bloku zasilania (tzn. z LDO, z SMPS, Range1/2/3/4, z częściowym podtrzymaniem pamięci SRAM). Warto w tym miejscu zaznaczyć, że wartości uzyskane przez układy STM32U5 są znacząco niższe niż w przypadku innych mikrokontrolerów STM32 Ultra-Low Power.

Zaprezentowane wartości odnoszą się do trybu aktywnego tzn. trybu o nazwie RUN. W trybie tym wszystkie elementy mikrokontrolera mogą pracować: rdzeń, zegary, pamięć i peryferia. Taka konfiguracja jest pożądana w momencie gdy kod jest wykonywany, co w aplikacjach Ultra-Low Power jest niezbędne tylko w krótkich momentach czasu. Przez większość czasu mikrokontroler przebywa w trybie low-power, w którym oczekuje na przerwanie, które go wybudzi. W mikrokontrolerach STM32U5 przewidziano szereg trybów low-power. Pierwszy z nich to Sleep, w którym tylko rdzeń jest uśpiony, a pamięć, zegary i peryferia ciągle mogą pracować. Kolejny tryb to STOP, w którym nieaktywny jest rdzeń, większość zegarów i część peryferiów. STOP ma cztery warianty: 0, 1, 2 i 3. Warto tu podkreślić, że tryb STOP3 jest innowacją, ponieważ żadne inne układy STM32 nim nie dysponują. Warianty trybu STOP różnią się od siebie liczbą peryferiów, które są zdolne wygenerować przerwanie i wybudzić mikrokontroler. Ostatnie tryby to Standby i Shutdown. W trybach tych większość zasobów mikrokontrolera jest wyłączona. Istnieje tylko kilka źródeł mogących wybudzić układ, a dodatkowo po wybudzeniu wykonywany jest reset, co wiąże się z koniecznością ponownej inicjalizacji peryferiów. Duży zestaw trybów low-power daje projektantom elastyczność i możliwość doboru odpowiedniego trybu dla każdej aplikacji. Zestawienie trybów pracy mikrokontrolerów STM32U5 wraz z listą peryferiów zdolnych do wybudzenia układu przez wygenerowanie przerwania pokazano na rysunku 2.

Rysunek 2. Zestawienie trybów pracy mikrokontrolerów STM32U5

Niezwykle innowacyjnym elementem mikrokontrolerów STM32U5 w dziedzinie energooszczędności jest funkcjonalność o nazwie LPBAM (Low Power Background Autonomous Mode). Polega ona na wykorzystaniu funkcji DMA do transferu danych pomiędzy peryferiami a pamięcią SRAM w warunkach, kiedy rdzeń nie pracuje. Jest to mechanizm znany już z innych serii STM32, przy czym dotychczas jedynym trybem low-power wspierającym taką funkcjonalność był tryb Sleep, natomiast w STM32U5 możliwe jest użycie również trybów STOP, co radykalnie obniża zużycie prądu. LPBAM jest możliwy do zrealizowania dzięki przeprojektowanemu modułowi DMA.

Rysunek 3. Schemat blokowy funkcjonalności LPBAM dostępnej tylko w układach STM32U5

Do standardowego wariantu DMA pracującego w trybach RUN i Sleep dodano wariant LPDMA, który ma możliwość pracy w trybach STOP. Peryferia, które mogą być użyte w LPBAM to: ADC, DAC, USART, I2C, SPI, LPTIM, MDF/ADF. Zasadę działania LPBAM zilustrowano na rysunku 3.

Funkcje bezpieczeństwa

W mikrokontrolerach STM32U5 zaimplementowano cały szereg funkcji bezpieczeństwa. W tym zakresie układy STM32U5 przypominają układy STM32L5, względem których wprowadzono pewne usprawnienia. Zestawienie funkcji bezpieczeństwa mikrokontrolerów STM32U5 pokazano na rysunku 4. Istotnym elementem bezpieczeństwa jest mechanizm izolacji. Odpowiada za niego rozwiązanie o nazwie TrustZone, które definiuje obszary secure i non-secure. TrustZone jest elementem rdzenia Cortex-M33, natomiast w mikrokontrolerach STM32U5 funkcjonalność ta objęła również inne zasoby: pamięć i peryferia.

Rysunek 4. Zestawienie funkcji bezpieczeństwa w układach STM32U5

W zakresie bezpieczeństwa istotną rolę pełni funkcja RDP (Readout Protection), która zabezpiecza dostęp do mikrokontrolera. Zdefiniowano cztery poziomy RDP: 0 (brak ograniczeń dostępu), 0,5 (wymagane jest użycie TrustZone), 1 (brak możliwości zapisu i odczytu pamięci Flash), 2 (brak możliwości zapisu i odczytu pamięci Flash oraz wyłączony interfejs debugowania/pogramowania). Nowością w STM32U5 jest możliwość obniżenia poziomu RDP z 2 do 1 lub z 1 do 0/0,5 poprzez użycie hasła.

Ważnym blokiem w kontekście bezpieczeństwa jest też Tamper. Pozawala on wykryć różne próby nieupoważnionego uzyskania dostępu do mikrokontrolera i wykasować wrażliwe dane. W układach STM32U5 przewidziano aż 8 linii Tamper. Mogą one monitorować sygnały na pinach (tamper zewnętrzny) lub wewnętrzne peryferia (tamper wewnętrzny) i obejmują np. zegar LSE/RTC, temperaturę, napięcie VBAT/Vcore/VREF+ czy też interfejs JTAG/SWD.

Na bazie zintegrowanych funkcji bezpieczeństwa producent uzyskał dla układów STM32U5 certyfikację PSA oraz SESIP, w obu przypadkach poziom 3. Dodatkowo w teście SecureMark-TLS mikrokontrolery te osiągnęły wynik na poziomie 133000 punktów.

Architektura

Po zaprezentowaniu kluczowych usprawnień i nowości w zakresie mocy obliczeniowej, energooszczędności oraz bezpieczeństwa warto spojrzeć całościowo jakie bloki funkcjonalne zintegrowano w mikrokontrolerach STM32U5. Odpowiedni schemat pokazano na rysunku 5. Sercem mikrokontrolera jest rdzeń ARM Cortex-M33, który może pracować z częstotliwością maksymalną 160 MHz. Elementami rdzenia są też między innymi: jednostka FPU do obliczeń zmiennoprzecinkowych, blok MPU do konfiguracji atrybutów dostępu do pamięci, interfejsy debugowania SWD i JTAG, moduł ETM do zaawansowanego debugowania oraz kontroler przerwań NVIC.

Rysunek 5. Schemat blokowy mikrokontrolerów z rodziny STM32U5

Mikrokontroler posiada wbudowaną pamięć. Zasoby pamięci Flash obejmują maksymalnie 2 MB. Pamięć Flash podzielona jest na dwa niezależne banki, co pozwala na korzystanie z funkcji Read-While Write. Pojemność pamięci SRAM jest zawsze stała i ma wartość 786 kB. Zasoby wbudowanej pamięci można w przystępny sposób rozszerzyć o pamięć zewnętrzną dzięki dedykowanym do tego celu interfejsom. FSMC to interfejs równoległy pozwalający na podłączenie zewnętrznej pamięci SRAM. Z kolei Octo-SPI to interfejs szeregowy, kompatybilny zarówno z pamięciami zewnętrznymi Flash, jak też SRAM. W mikrokontrolerze obecne są dwa takie interfejsy.

Niezwykle ważną funkcją Octo-SPI jest OTFDEC, co oznacza możliwość wykonywania aplikacji z zewnętrznej pamięci z deszyfracją w locie.

Wyposażenie mikrokontrolera obejmuje moduły DMA. Należy wyróżnić ich trzy rodzaje. Pierwszy z nich to standardowy moduł DMA (GPDMA), powszechnie stosowany we wszystkich układach STM32. Drugi moduł DMA jest dedykowany do obsługi grafiki (Chrom-ART, inaczej DMA2D) i również on obecny jest w niejednej rodzinie STM32. W końcu trzeci moduł DMA to rozwiązanie potrafiące pracować w trybach STOP (LPDMA).

Mikrokontroler dysponuje dwoma akceleratorami matematycznymi. Pierwszy z nich to CORDIC, który wspiera obliczenia trygonometryczna. Drugim jest FMAC pozwalający na sprzętową realizację filtrów, zarówno FIR o skończone odpowiedzi impulsowej oraz IIR o nieskończonej odpowiedzi impulsowej. Kolejną grupą zintegrowanych zasobów są peryferia analogowe. W pierwszej kolejności są to dwa przetworniki A/C typu SAR o rozdzielczości odpowiednio 12 i 14 bitów, każdy o maksymalnej prędkości konwersji 2,5 Msps. Dodatkowo w domenę analogową wkomponowane zostały dwa 12-bitowe przetworniki C/A, dwa wzmacniacze operacyjne z możliwością konfiguracji wzmocnienia, dwa komparatory analogowe oraz czujnik temperatury.

Istotnym blokiem zasobów mikrokontrolera są peryferia komunikacyjne. Podstawę stanowią tu standardowe interfejsy: SPI, I2C, U(S)ART oraz dedykowany do pracy razem z trybami low-power LPUART. Dodatkowo do dyspozycji są bardziej zaawansowane interfejsy: USB 2.0 OTG, USB Power Delivery, interfejs do kart pamięci, interfejs CAN w nowej specyfikacji FD i wspomniany już wcześniej przy okazji opisu zasobów pamięci interfejs Octo-SPI.

Kolejna grupa wbudowanych zasobów to liczniki, których jest łącznie dziewiętnaście sztuk. Do puli tej należą zaawansowane timery do sterowania silnikiem, 16- i 32-bitowe timery ogólnego przeznaczenia oraz ULP timery, które są niezwykle cenne podczas pracy z trybami low-power. Na zakończenie warto jeszcze wymienić pozostałe peryferia. Są to: interfejs SAI do komunikacji z układami audio, generator liczb losowych (TRNG), blok sprzętowego szyfrowania (AES, SHA), jednostka MDF/ADF będąca ulepszeniem istniejącego wcześniej modułu DFSDM, interfejs do kamery oraz kontroler pojemnościowy do realizacji dotykowego interfejsu użytkownika.

Oferta

Oferta mikrokontrolerów STM32U5 jest bardzo zróżnicowana. Rodzina ta oferuje łącznie kilkadziesiąt typów układów, które różnią się od siebie kilkoma parametrami. Zacznijmy od pojemności zintegrowanej pamięci Flash. W tym zakresie do wyboru pozostają dwie opcje: 2 MB Flash i 1 MB Flash. Drugi parametr to blok sprzętowego szyfrowania: w zależności od preferencji konstruktora może być on dostępny w mikrokontrolerze lub nie. Trzeci element rozróżniający układy to blok zasilania. Może on bazować albo tylko na wbudowanym regulatorze napięcia LDO, albo może on wykorzystywać zarówno regulator napięcia LDO jak też przetwornicę SMPS. Warto zwrócić uwagę, że parametr ten wpływa na funkcje pinów, co przekłada się na brak kompatybilności układu wyprowadzeń wersji mikrokontrolera z LDO w porównaniu do mikrokontrolera z LDO i SMPS. Do wyboru jest też szeroki wachlarz typów obudowy (LQFP, UQFN, CSP, UFBGA) i liczby pinów (od 48 do 169). Pełną ofertę rodziny mikrokontrolerów STM32U5 pokazano na rysunku 6.

Rysunek 6. Oferta mikrokontrolerów STM32U5 z podziałem na warianty z różną pamięcią Flash, różnym modelem zasilania (LDO/SMPS), różnymi typami obudowy i z opcją/bez opcji bloku sprzętowego szyfrowania

Narzędzia

Firma STMicroelectronics przygotowała dla układów STM32U5 kompleksowy zestaw narzędzi, który jest spójny z ekosystemem od lat dostępnym dla innych rodzin STM32. W warstwie sprzętowej są to trzy platformy z serii Nucleo, Discovery oraz Eval. Nucleo (NUCLEO-U575ZI-Q) to płytka wyposażona w układ dysponujący 144 pinami.

Większość wyprowadzeń jest dostępnych z poziomu gniazd sygnałowych typu Morpho oraz Arduino. Dodatkowo elementem wyposażenia jest prosty interfejs użytkownika (diody LED, przycisk) oraz wbudowany programator/debuger ST-Link. Nucleo to bardzo przystępna cenowo platforma sprzętowa pomocna zarówno do testowania możliwości mikrokontrolera, jak też przydatna w budowaniu prototypu urządzenia. Discovery (B-U585I-IOT02A) to dużo bardziej rozbudowana płytka w porównaniu z Nucleo. Mikrokontroler połączony jest z grupą komponentów go otaczających: modułem Wi-Fi, modułem Bluetooth Low Energy, czujnikami MEMS i pamięciami.

Do dyspozycji pozostają też gniazda sygnałowe, na których wyprowadzone są wybrane piny mikrokontrolera. Eval (STM32U575I-EV) to sporych rozmiarów płyta zaprojektowana bez żadnych kompromisów. Na wyposażeniu znajduje się nie tylko mikrokontroler i większość komponentów znanych z Discovery, ale są też gniazda komunikacyjne oraz wyświetlacz.

W warstwie programowej ekosystem narzędzi nosi nazwę STM32Cube. Składa się na niego kilka elementów: graficzny konfigurator mikrokontrolera i generator kodu STM32CubeMX, bazujące na Eclipse i GCC środowisko programistyczne STM32CubeIDE oraz pakiet bibliotek do peryferiów i przykładowych aplikacji STM32CubeU5. Warto też pamiętać o dwóch opcjonalnych, ale bardzo pomocnych narzędziach: programatorze STM32CubeProgrammer oraz aplikacji monitorującej STM32CubeMonitor, która może np. posłużyć do pomiaru poboru prądu mikrokontrolera i w konsekwencji do stworzenia profilu energetycznego aplikacji.

Harmonogram dostępności

Na obecnym etapie (maj 2021 r.) układy STM32U5 używają krzemu w rewizji 1.2 (Y). W celu usunięcia wykrytych ograniczeń planowane są jeszcze dwie rewizje krzemu. Rewizja 2.0 (B) spodziewana jest w czerwcu tego roku, natomiast finalna rewizja 2.1 (X) oczekiwana jest do końca lipca tego roku. Od tego momentu mikrokontrolery STM32U5 uzyskają dojrzałość produkcyjną i w konsekwencji rozpocznie się ich masowa produkcja. Jednocześnie do końca czerwca powinny zostać ukończone prace nad finalną wersją ekosystemu narzędzi programowych. Oficjalna premiera układów, z którą wiązać należy opublikowanie kompletnej dokumentacji, udostępnienie pełnego ekosystemu narzędzi programowych i rozpoczęcie produkcji wszystkich zestawów ewaluacyjnych, spodziewana jest do końca września tego roku.

Podsumowanie

Układy STM32U5 w kompleksowy sposób rozszerzają ofertę mikrokontrolerów STM32 w segmencie Ultra-Low Power. W porównaniu z istniejącymi seriami STM32L nowe układy oferują więcej mocy obliczeniowej, nowe rozwiązania w zakresie energooszczędności oraz bardziej zaawansowane funkcje bezpieczeństwa. Wszystko to bez radykalnego zwiększenia ceny układów.

Rodzina STM32U5 w przyszłości stanie się flagowym rozwiązaniem Ultra-Low Power firmy STMicroelectronics. Do opisanych w tym artykule układów STM32U575/585 dołączą jeszcze trzy grupy. Pierwsza z nich jest już na etapie projektowania. Nosi ona nazwę STM32U595/5A5 i wyróżniać się będzie większą pojemnością pamięci (4 MB Flash i 2,5 MB SRAM) oraz bogatszym wyposażeniem, zorientowanym na aplikacje graficzne. W późniejszym etapie należy spodziewać się dwóch skromniej wyposażonych serii, zoptymalizowanych pod kątem ceny. Firmy zainteresowane rozpoczęciem pracy z układami STM32U5 zapraszamy do kontaktu z autorem artykułu.

Szymon Panecki
szymon.panecki@st.com
STMicroelectronics

Artykuł ukazał się w
Elektronika Praktyczna
lipiec 2021

Elektronika Praktyczna Plus lipiec - grudzień 2012

Elektronika Praktyczna Plus

Monograficzne wydania specjalne

Elektronik maj 2022

Elektronik

Magazyn elektroniki profesjonalnej

Raspberry Pi 2015

Raspberry Pi

Wykorzystaj wszystkie możliwości wyjątkowego minikomputera

Świat Radio maj - czerwiec 2022

Świat Radio

Magazyn krótkofalowców i amatorów CB

Automatyka Podzespoły Aplikacje kwiecień 2022

Automatyka Podzespoły Aplikacje

Technika i rynek systemów automatyki

Elektronika Praktyczna maj 2022

Elektronika Praktyczna

Międzynarodowy magazyn elektroników konstruktorów

Elektronika dla Wszystkich maj 2022

Elektronika dla Wszystkich

Interesująca elektronika dla pasjonatów