意法半导体STM32超低功耗系列微控制器市场经理HAKIM JAAFAR

　　元器件交易网讯 5月16日消息，意法半导体STM32L0微控制器系列新品发布会于本月13日在北京举行。在发布会上，意法半导体STM32超低功耗系列微控制器市场经理HAKIM JAAFAR详细介绍了ST MCU的产品线，他表示MCU所有产品线都会在2014年量产。

　　他介绍了STM32L0x系列微控制器产品线低功耗特性，称在所有的电压范围之内都可以运行在32MHz。在睡眠模式下，RAM数据可以保存，功耗保持在400nA，0.4微安，并提供125度的产品给客户在极端的环境下面使用。

　　另外公司今年有望推出业界最小的3×3的WLCSP封装，WLCSP这个大小只比裸片大一点点。

　　原文如下：

　　对于低功耗产品线来讲，相信在座的媒体朋友对ST MCU产品线应该不是非常陌生，我们现在已经发布了8位产品线STM8L和STM32L，这是基于M3内核的，今天发布的是基于Cortex M0+的，从性能来看，这正好在8位和目前L1的产品线。对这个产品线我们分为三部分来规划，也是分三步来发布，今天发布第一个，后面是64—192K以及32-64K，16-32K，这是分两年量产，目前我们绝大部分应用需求会集中在32K到64K之间，后面会有更多的用户会用更小的成本、更多的资源，所以我们后续会推出16-32K版本，但每个用户的需求不一样，也会有更高的要求，所以我们后面会有更大的Flash在后面，但所有的产品线都会在2014年底量产。

　　整体介绍ST M32L0x系列微控制器产品线低功耗特性，这是宽电压工作范围的，宽电压工作范围大家过去不是非常陌生，重要的一点，在所有的电压范围之内我们都可以运行在32MHz，因为过去某些产品线当低于一定电压之后主频是要降低的，意味着电压低性能会受限制，但在今天我们的设计里这个限制消除了，从1.71多3.6V我们可以全速运行；第二是在运行模式下，32MHz时运行功耗是139微安/MHz，这是基于标准程序来运行，可以做成真正的应用，所谓业界功耗的水准是基于某个工艺标准设置，就是Dhrystone。在4M下运行不需要这么高的主频，功耗可以降低，在30—40的ns。停止模式下，这是关键的因素，很多应用，低功耗时需要进入睡眠状况，但睡眠状况比较麻烦的是，当你醒来的时候希望RAM数据还能够保存。

　　举个例子，你戴个手环，睡眠的时候不希望数据会丢失，当你工作的时候数据立刻被调出来或者之前数据是被保存的，进入低功耗状态RAM数据会丢失，RAM不会供电，因为RAM本身耗电很大。我们在L0设计里考虑到这个要求，RAM数据可以保存，功耗保持在400nA，0.4微安，这对一些应用来讲是非常重要的关节点。从睡眠到苏醒多长时间能全速运行，这个数据也很关键，是3.5微秒。应用方面呢，工业传感器需要很高的温度范围，因为它在室外，在太阳底下晒也会超过85度，所以，我们也会提供125度的产品给客户在极端的环境下面使用。

　　两个重要的外设需要突出一下，一是USB，这个USB和传统的USB没有太大的区别，集成一个晶体振荡器，专门给USB使用的振荡器，传统USB会在外面加个振荡器，今天我们是把USB晶振放在里面。第二是传统ADC是12位的，今天的12位是可以是12位也可以是16位，配置高精度的ADC满足它的要求。

　　关于Cortex-M0+内核，对ST公司来讲，Cortex-M0+是针对低功耗的优化，所以我们今天是用Cortex-M0+针对低功耗产品的设计，这是我们的定位。回过头来看，对整个MCU低功耗的考虑，不仅是内核的问题，还有整个外设的考虑，整个功率的使用，对今天低功耗的MCU来讲M0的内核只是其中一部分，其他硬件方面来讲，我们的闪存会更加保密，对今天的应用来讲，要保证客户怎么防止他的程序和代码被别人拷贝出来，保护他的知识产权，硬件加密方面来讲我们做了更一步的处理。

　　传统的MCU当CPU睡眠，进入低功耗模式下，外设是关闭的，因为Clock是关闭的，今天来讲ST市场上还有L0产品线，CPU关闭的时候，串口还可以进行工作，意味着串口可以接收数据，也可以发送数据，从这个角度来讲，我们考虑到实际应用真正具有数据交换要求，同时也有低功耗的要求，总体对低功耗来讲不仅是内核的问题，还有整体设计和整体规划的要求。这是串口和Time，这两个是真正低功耗的设计。当这个串口意识到有一些有用的数据进来的时候会把MCU唤醒，所以MCU会在真正有工作需要的时候才会唤醒进行工作。

　　从我们这边不同的应用或不同定位来分析，STM32L0如何满足市场的需求，我们设计角度来讲如何使应用满足特别的需求，这是工业应用的例子，比如表计的应用，表计有几方面的需求，一是计量要有准确性；二是随着今天物联网、无线通讯的普及，数据要随时进行上传，上传的时候要能够显示这个数据是什么时候采集的，所以需要一个RTC在里面，我们的RTC精度可以达到0.95ppm，这是内置的RTC，对传统来讲比外置RTC更高的精度。设计角度来讲不是基于我们的出发点，而是基于实际应用需求来定义和规划这个产品线。

　　这是我们提供给用户另外一个便利的方面，现在应用每天都是有升级的，包括升级每天都有很多东西升级，今天对应用来讲也同样有这个需求，我们设计产品的时候特别是在Flash区，Flash区是放程序和运行程序的地方，当用户进行程序更新的时候，我们Flash有两个物理区，第一个物理区进行正常的程序运行，另外一个物理区进行程序的更新，运行完之后能取代过去的程序，手机更新的时候不能断电或特殊处理，而我们这上面能进行双程序处理。

　　这是我们另外一个目标应用，关于手持式医疗设备，这些医疗设备更多的是基于低功耗，同时对数据计量的准确性和精准度，这里就体现出我们12—16位ADC的用途所在，还有内置更多比较器的DLC，传统医疗设备需要更多模拟器件做比较和信号处理。

　　今天如果谈消费电子，消费电子与其他产品不同点在于更低的成本和更小的封装，因为消费电子的东西不会特别大，今年我们有推出很小的3×3的WLCSP封装，这是业界最小的，WLCSP这个大小只比裸片大一点点，我们封装是基于裸片，裸片如果是2.2×2.2的，它封装最后就是2.2×2.2mm。成本的问题，有两个方面可以帮助客户降低成本，一是在原有MCU基础上成本会进一步降低，这是一个传统的方法。第二个方法是我们有更高的集成度，把传统外部的器件继承在里面去，今天我们会把USB晶振放在里面，BCD、LPM放进去，降低用户的成本，这两个要点我们非常留意。

　　无线方面，包括物联网、OF、Bluetooth，无线未来的应用无所不在，最关键的要点，当你在无线中传输数据的时候，安全加密是很重要的要点。这里面我们有硬件加密的AES 128位算法，当然未来无线模块会放在电池供电以及无处不在的地方，功耗也有很高的要求，这是我们STM32在低功耗上的立身之本。

　　对STM32L0x产品线，刚才我们提到有不同存储器的区分，这里更容易记的1、2、3，1是代表我们最基本的产品线，2是代表USB产品线，就是今天发布的产品线，3是代表更多的外设，USB+LC产品线，Memory我们未来会增加192K，USB的我们未来也增加192K，对这个产品来讲我们很容易记得住，过去我们STM32上F系列有101、102、103产品线在规划，同时在它的主频有功能的特性，我们STM32在L0规划不同的产品线，不同外设之外还放公有的外设，能保证产品的兼容性。

　　我们对STM32会规划出不同的功能和模式，这个不同的工作模式和客户的具体应用是相关的，当客户需用最高性能的时候，在32M的时候会有139微安/MHz功耗，当客户不需要这么高的主频我们可以自动降到4M主频的时候，功耗会是另外一个数值，当那个设备定期要需要刷新时间显示或天气显示的话，主频可以不需要全速运行，我们可以放在32kHz模式下面运行，这叫低功耗运行模式，只有6微安。这已经差挺多倍。

　　我们可以进行CPU睡眠，有三种模式，一是低功耗睡眠模式，这会更快地唤醒，所以3.2微安到4.2微安之间，停止模式和最低功耗模式的区别是什么，就是停止模式RAM数据可以保存，以前的数据在RAM下次唤醒的时候可以被快速调出来，待机模式是所有的计算器、RAM会关闭，RTC唤醒的功耗是，270nA—650nA，这取决于你要不要工作。

　　强调一下，这边有个浅色和深蓝色，这边是个温度范围，通常来讲，室内常温一般是25度，最高是105度，所以最高温度和常温下面功耗是相差一点点，不会特别大，这归功于我们传统工艺设计，一般来讲温度越高消耗的功耗越大。通常MCU随着温度的变化整个功耗变化会非常快，这是我们对同行的分析，同行中25—105度的增幅，STM32低功耗L0是从25—85度、105—125度，可以看到这个区别和差别，STM32L0也是唯一一个可以在125度下面保持工作。

　　今天我们有带来了一个STM32L0的演示板，作为红外、温度、MEMS监测演示板，对用户入手学习STM32低功耗产品线，我们提供SM官方评估板和STM32L0探索套件，还有最新的Nucleo板子，这是我们ST最新创建的评估板，不同之处的是它保留了Discovery Key的灵活性，同时留下一个接口可以连接ARM MBED更广泛的社区，同时一个接口也可以连接KEIL更开源的应用，所以，这是灵活性更高的评估板。

　　STM32L0还有软件上的支持，我们受益于传统STM32整个生态系统，它的ID可以来自于ARM、KEIL，也可以来自于IAR，低功耗支持来讲我们可以提供STM32本身传统的软件库Firmware library，今天不仅在MCU方面有更大的选择，同时在Firmware library上做了很大的改进，从传统每个产品线都有独自的Firmware library以外还建立了Cube软件库，传统的MCU Firmware基础上效率更加进一步提升，同时Cube里有更多的选择，可以有更多的灵活性，同时选择所需要的MCU，这一个Package可以满足MCU的需求。

　　我从另一方面给大家介绍一下STM32L0和其他产品线之前的关联性和兼容性，今天不管客户从F2还是F1、F0入手，可以有很大自由度升级到更高的性能，切换到更低功耗的项目应用里去，因为引脚是完全兼容的。所以，我们产品的特性和定位有三点：从客户角度来讲，客户肯定需要更低功耗，更高集成度和更小的封装，这三个方面可以完美地满足客户的需求，更低功耗、更高集成度和更小Package的封装，因为我们用的是手持式设备，更小空间的需求和更低功耗的需求。