???????燃氣和水表設(shè)備的電池續(xù)航延長4倍!用戶再也無需頻繁更換電池,大大降低運營成本。活動追蹤設(shè)備的電池續(xù)航延長7倍!以往需要每天充電的運動手環(huán),現(xiàn)在只需一周充一次,大大提升了用戶體驗。
這聽起來像是天方夜譚。
無論是智能穿戴設(shè)備,還是各類工業(yè)儀器,電池續(xù)航焦慮一直是用戶繞不開的難題。但意法半導體STM32U3超低功耗MCU,卻可能成為破局神器。
STM32U3基于ArmCortex-M33內(nèi)核,能夠滿足智能應用中對功耗和性能最嚴苛的要求,這些應用涵蓋可穿戴設(shè)備、個人醫(yī)療設(shè)備、家庭自動化系統(tǒng)以及工業(yè)傳感器等領(lǐng)域。STM32U3具備三大突出特性,使其在超低功耗領(lǐng)域極具競爭力:
卓越的能源效率:采用創(chuàng)新設(shè)計,大幅降低運行功耗,能效比上一代提升5倍,遠超競品。在實際應用中,顯著延長活動追蹤、燃氣水表等設(shè)備的電池續(xù)航。
強化的安全性能:新增多種安全機制,增強設(shè)備認證和防克隆能力。內(nèi)部加密功能抗攻擊,助力實現(xiàn)高級別安全認證,全方位保障數(shù)據(jù)安全。
豐富配置與靈活選擇:集成大量數(shù)字和模擬外設(shè),通信接口豐富。提供多種封裝形式、閃存容量選項,部分支持硬件加密加速,引腳兼容性好,滿足不同應用的多樣化需求。
強悍內(nèi)核,性能“時刻在線”STM32U3與之前的STM32U5系列一樣,基于40納米工藝制造,搭載ArmCortex-M33內(nèi)核,在性能方面,它與STM32L4+處于同一水平,達到144 DMIPS,而在能效方面則表現(xiàn)更加出色。
在智能應用場景中,它能夠快速響應各種任務需求。以可穿戴設(shè)備為例,在進行實時運動數(shù)據(jù)監(jiān)測和分析時,STM32U3可以迅速處理加速度計、陀螺儀等傳感器傳來的數(shù)據(jù),準確計算出運動軌跡、步數(shù)、卡路里消耗等信息,并及時反饋給用戶。在工業(yè)傳感器領(lǐng)域,面對復雜的工業(yè)環(huán)境和高精度的監(jiān)測需求,它能夠精準地采集和處理傳感器數(shù)據(jù),確保工業(yè)生產(chǎn)的安全與穩(wěn)定。憑借這一內(nèi)核,STM32U3在處理多任務和復雜算法時也能保持高效穩(wěn)定,為各種智能應用提供了堅實的性能保障。
超低功耗,續(xù)航“開掛”模式在功耗方面,STM32U3堪稱“節(jié)能大師”,這不僅得益于獨特的近閾值設(shè)計,還離不開先進的自適應電壓調(diào)節(jié)(AVS)技術(shù)等一系列優(yōu)化措施。
傳統(tǒng)的40nm MCU,如STM32U5,晶體管的傳統(tǒng)閾值電壓在1.2V至0.9V之間,而STM32U3通過近閾值設(shè)計技術(shù),突破了這一限制,使核心邏輯供電電壓最低降至0.65V。根據(jù)功率與電壓平方成正比的關(guān)系,電壓的大幅降低帶來了功耗的顯著下降。
在超低功耗應用中,動態(tài)功耗在總能耗中占比很大:在消費類應用中占99%,在計量等工業(yè)應用中占80%。因此降低動態(tài)功耗對提高整體能源效率意義重大。憑借近閾值設(shè)計,在運行模式下,STM32U3的功耗相比前代產(chǎn)品大幅降低,能效高達117 CoreMark/mW,比上一代產(chǎn)品足足提升5倍。
STM32U3還采用自適應電壓調(diào)節(jié)(AVS)技術(shù)進一步優(yōu)化功耗。在測試生產(chǎn)過程中,AVS技術(shù)會將供電電壓調(diào)整到最低。它能夠?qū)崿F(xiàn)動態(tài)電壓調(diào)整,在保證最佳性能的同時,將核心電壓降至最低,從而實現(xiàn)顯著的功耗節(jié)省。而且,該技術(shù)無需API即可實現(xiàn),在內(nèi)部測試生產(chǎn)時預先編程最佳電壓值,在產(chǎn)品配置過程中無需API,既節(jié)省了時間,又降低了成本。此外,意法半導體的機器學習工具NanoEdge AI Studio還能對調(diào)節(jié)器進行微調(diào),優(yōu)化電壓設(shè)置,進一步提升性能和設(shè)備使用壽命。
與其他競品相比,STM32U3在能效方面也優(yōu)勢明顯。在STM32U3與行業(yè)參考產(chǎn)品的能效對比中,STM32U3達到117 CoreMark/mW,行業(yè)最高為97 CoreMark/mW,最低僅11 CoreMark/mW。以STM32U3為基準,其他產(chǎn)品的平均能耗倍數(shù)在消費領(lǐng)域約為STM32U3的5倍,在計量領(lǐng)域約3倍,工業(yè)領(lǐng)域約2.5倍,說明STM32U3在這些領(lǐng)域的能耗遠低于其他產(chǎn)品。
安全升級,數(shù)據(jù)“保護傘”STM32U3在安全防護方面同樣下足了功夫。相較于STM32L4,它的安全性有了顯著提升,新增了耦合鏈式橋(CCB)和工廠預配置認證這兩種獨立安全機制。CCB就像一個“秘密守護者”,通過加密算法把配置密鑰藏得嚴嚴實實,連CPU都無法窺探。在實際應用中,如在金融支付設(shè)備中,設(shè)備的密鑰至關(guān)重要。CCB確保了密鑰的安全存儲,為設(shè)備提供了關(guān)鍵的硬件保護,有效防止密鑰被竊取或篡改。
工廠預配置認證則在生產(chǎn)時給每個產(chǎn)品分配獨一無二的“身份證”,也就是唯一且安全的身份標識。物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備容易成為黑客攻擊的目標。工廠預配置認證讓每個設(shè)備都有了獨特的身份,不僅能有效防止設(shè)備被克隆,還能實現(xiàn)設(shè)備的精準識別和管理,為客戶節(jié)省了成本。同時,STM32U3內(nèi)部的加密功能具備抗側(cè)信道攻擊能力。側(cè)信道攻擊是一種通過分析設(shè)備在運行過程中的物理信息(如功耗、電磁輻射等)來獲取密鑰的攻擊方式。STM32U3的抗側(cè)信道攻擊加密功能,能夠有效抵御這種攻擊,向著PSA 3級認證和滿足《網(wǎng)絡彈性法案》(CRA)要求大步邁進,全方位守護設(shè)備里的數(shù)據(jù)安全。
STM32U3系列可提供高級別的安全服務,同時還能保護數(shù)據(jù)、IP,并防止黑客攻擊或設(shè)備克隆:存儲器保護,防止非法訪問;加密功能,提高硬件安全防御能力;平臺保護功能,在產(chǎn)品生命周期內(nèi)保護設(shè)備;代碼隔離機制,運行時進行保護。
豐富外設(shè),多樣封裝,適配各種場景
STM32U3集成了豐富的數(shù)字和模擬外設(shè),還引入了I3C和CCB等新的IP模塊,以及豐富的通信接口。首款產(chǎn)品配備了1MB的雙bank閃存和256KB的SRAM。
STM32U3提供512KB或1MB兩種閃存選項,還可選配硬件加密加速功能,用戶可以根據(jù)實際應用需求,靈活選擇最適合的配置。STM32U3系列提供了從32引腳到100引腳的9種不同封裝形式,塑料封裝(QFN、LQFP和BGA)還與STM32U5系列實現(xiàn)了100%引腳兼容,方便用戶產(chǎn)品升級或替換。
貼心支持,開發(fā)輕松無憂
意法半導體為STM32U3打造了完善的生態(tài)支持體系。STM32Cube框架貫穿開發(fā)全流程,從前期的評估、選型,到中期的硬件和軟件配置、應用開發(fā)與調(diào)試,再到后期的代碼和硬件選項編程、運行時應用監(jiān)測,都能提供有力支持。ST還與眾多合作伙伴共同提供開發(fā)工具、軟件以及開發(fā)板,幫助用戶加快產(chǎn)品上市。
想深入了解STM32U3這款續(xù)航“神器”,請訪問意法半導體官方網(wǎng)站。
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原文標題:續(xù)航神器STM32U3:超低功耗、高安全性與低成本,設(shè)備從此“電力十足”
文章出處:【微信號:STMChina,微信公眾號:意法半導體中國】歡迎添加關(guān)注!文章轉(zhuǎn)載請注明出處。
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