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意法半导体发布STM32G5混合信号MCU,面向数字电源与电机控制

核心导读 意法半导体发布STM32G5混合信号MCU,配备12通道高分辨率定时器、位置编码器、可编程逻辑阵列和5Msps ADC,性能达到上一代两倍,面向数据中心、机器人、光伏逆变器、充电桩、电池管理等应用。

意法半导体推出STM32G5,这是一个新的混合信号微控制器系列,配备前所未有的模拟和数字外设,包括分辨率为111皮秒的12通道第3版高分辨率定时器、新的位置编码器、集成16个逻辑单元的可编程逻辑阵列,以及支持每秒5兆采样的模数转换器,高于此前的每秒4兆采样等。STM32G5是面向工程师的新解决方案,适用于数据中心高功率数字应用、物理AI机器人复杂电机控制系统、光伏逆变器、电动车充电桩、电池管理系统及其他工业应用。

因此,STM32G5成为我们面向AI服务器和物理AI系统中实时数字电源与高端电机控制的新旗舰混合信号MCU系列,帮助开发者更快完成设计、自信扩展,并满足不断演进的电源转换和新的安全需求。

理解未来

我们将走向何方?HVDC与物理AI

行业正处于转折点,我们现在已经看到将塑造未来数十年基础设施和产品的清晰方案。问题变成了“我们将用什么来构建?”例如,许多数据中心高压直流电源正在转向800V,部分原因是GaN和SiC的创新,使其能够降低所需电流,从而采用更小的线缆和母线。然而,开发下一代产品的工程师始终在寻找能够帮助驱动这些更高要求系统的微控制器。同样显然的是,物理AI是机器人技术的新前沿,因此需要能够处理更复杂电机控制逻辑的解决方案。

是什么让我们走到这里?STM32G4

顾名思义,STM32G5继承自STM32G4,后者是我们首款混合信号MCU,包含五个模数转换器、七个数字模拟转换器、六个运算放大器和七个比较器,同时集成184皮秒高分辨率定时器、具有灵活数据速率的CAN接口,以及加速某些三角函数的数学单元。它帮助我们预判了这些新趋势,因此,如果从众多例子中只举一个,STM32G4是我们为英伟达打造的高密度供电参考板上的重要MCU。

如何到达那里?STM32G5

正因如此,我们今天推出STM32G5。正如STM32G4在2019年发布时预判了正在塑造当今行业的趋势,我们希望新系列为从事更高效数据中心或更复杂未来机器人系统的工程师打开大门。退一步看,使命因此显而易见:一个性能更强、能力更高的MCU系列。但在实践中,我们必须找到一种方式,在推出主流通用微控制器的同时,针对非常具体的需求进行定制。

我们通过推出更多裸片实现这一目标,STM32G5为五款裸片,而STM32G4发布时为三款,并设计了功能更丰富的架构,同时保持面向主流混合信号应用的定价。因此,STM32G5与我们今天宣布的STM32H7P有所区分,后者面向高性能市场,适合需要在单一器件上运行更多数字电源或电机控制应用,并且比起STM32G5上的额外外设更能受益于我们Neural-ART NPU的团队。

用STM32G5构建当下精确可靠的数字电源与电机控制,为设计可扩展做好准备

STM32G5框图

Cortex-M33带来两倍性能

STM32G5是我们首款采用Cortex-M33的混合信号MCU,提供单核或双核配置,STM32G5D将于明年推出。该处理器运行频率为280MHz,CoreMark得分为1136分。相比之下,STM32G4中的Cortex-M4在170MHz时为569分。除了新系列性能达到上一代两倍之外,它也是我们迄今最快的Cortex-M33,并配备Arm TrustZone,可隔离代码和资产,以提供更高的安全保障。事实上,我们已发布一篇专门介绍STM32G5安全特性的文章,帮助工程师理解为什么它也是我们迄今最安全的混合信号MCU。

512KB、ECC和两个FMAC

NUCLEO-G564RE

STM32G5配备最高512KB闪存,可选双区设置,即2×256KB,用于现场固件升级,并提供96KB数据闪存;SRAM现在支持ECC,提升整体可靠性。面向寻求更高成本效益、适合要求较低应用的团队,还将提供256KB闪存版本。我们还在SRAM中保留同样的例程加速器,开发者可以在其中运行控制环路,并获得零等待状态。此外,我们现在配备两个滤波数学加速器,而不是只有一个,有助于实现基本滤波器并优化信号处理。

前所未有的外设

新系列凭借丰富的模拟和数字外设,区别于其他STM32 MCU及竞争方案。例如,需要高级脉宽调制的工程师会看重其12通道高分辨率定时器。同样,从事电机控制应用的工程师将受益于位置编码器。它还包含一个具有伪差分模式的12位模数转换器,用于提升信噪比;一个传播延迟为20纳秒并带窗口模式的超快比较器;一个USB全速控制器;以及I3C支持。

支持多种任务剖面

新系列提供带外露焊盘的封装,使工程师能够更好地判断其设计是否满足任务剖面的热和电气要求。因此,我们提供多款STM32G5裸片以及闪存容量不同的版本,每个版本均配备12通道高分辨率定时器,并已宣布将于2027年量产的双核版本。我们甚至为数字电源或电机控制应用提供不同固件,包含特定代码。STM32G5还支持STM32CubeMX2,后者提供实时代码预览、更直观的图形界面,以及简化时钟树和引脚配置的新功能。新器件还支持HAL2。

如何开始?

最好的开始方式是获取一块开发板。NUCLEO-G564RE提供512KB闪存,我们还将推出B-G564E-DPOW1和B-G564E-MC1S Discovery套件。我们也在更新X-CUBE-MCSDK和X-CUBE-DPOWER。正如其名称所示,前者是我们的电机控制SDK,后者面向数字电源应用。我们已更新每个软件包,加入示例代码,帮助工程师利用STM32G5的新特性。

配图

来源: 海外媒体

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