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32位系列Cortex-M3內核微控制器重塑MCU市場

    蝴蝶是意法半導體（ST）今日推出的STM32 MCU系列的小logo，它代表了自由飛翔，讓工程師在設計中有更大的自由度。作為此次全球發布的第一站，ST微控制器產品部總經理Jim Nicholas親自飛赴北京和中國應用部高級經理梁平一起對外發布了這一產品。這款新的32位微控制器系列產品，所用微處理器是ARM公司為要求高性能(1.25 Dhrystone MIPS/MHz)、低成本、低功耗的嵌入式應用專門設計的ARM® Cortex™-M3內核。STM32系列產品得益于Cortex-M3在架構上進行的多項改進，包括提升性能的同時又提高了代碼密度的Thumb-2指令集和大幅度提高中斷響應的緊耦合嵌套向量中斷控制器，所有新功能都同時具有業界最優的功耗水平。ST是Cortex-M3內核開發項目的一個主要合作方，現在是第一個推出基於這個內核的領先微控制器廠商。

    以實現出色的性能和能效為設計目標，同時保留開放工業標準的ARM架構和開發環境的優點，STM32系列產品按性能又分成兩個不同的系列：STM32F103“增強型”系列和STM32F101“基本型”系列。增強型系列時鐘頻率達到72MHz，是同類產品中性能最高的產品；基本型時鐘頻率為36MHz，以16位產品的價格得到比16位產品大幅提升的性能，是16位產品用戶的最佳選擇。兩個系列都內置32K到128K的閃存，不同的是SRAM的最大容量和外設接口的組合。時鐘頻率72MHz時，從閃存執行代碼，STM32功耗僅36mA，是32位市場上功耗最低的產品，相當于0.5mA/MHz。

    Cortex-M3內核主打存儲器和處理器的尺寸對產品成本影響極大的各種應用市場，是針對這些市場的低成本需求，專門開發設計的微處理器內核。Cortex-M3內核增強了芯片上集成的各種功能，包括把中斷之間延遲降到6個CPU週期的嵌套向量中斷控制器、允許在每一個寫操作中修改單個數據位的獨立位操作、分支指令預測、單週期乘法、硬件除法和高效的Thumb 2指令集，這些改良技術使Cortex-M3內核具有優異的性能、代碼密度、實時性和低功耗。

    STM32採用2.0到3.6V電源，當復位電路工作時，在待機模式下最低功耗2µA，因此最適合電池供電的應用設備。其它省電功能包括一個集成的實時時鐘、一個專用的32kHz振盪器和四種功率模式，其中實時時鐘含有一個電池操作專用引腳。

    在性能方面，STM32系列的處理速度比同級別的基於ARM7TDMI的產品快30%，換句話說，如果處理性能相同，STM32產品功耗比同級別產品低75%。同樣地，使用新內核的Thumb 2指令集，設計人員可以把代碼容量降低45%，幾乎把應用軟件所需內存容量降低了一半。此外，根據Dhrystones和其它性能測試結果，STM32的性能比最好的16位架構至少高出一倍。

    新產品提供多達128KB的嵌入式閃存、20KB的RAM和豐富的外設接口，包括兩個12位模數轉換器(1微秒的轉換時間)、三個USART、兩個SPI (18MHz主/從控制器)、兩個I2C、三個16位定時器(每個定時器有4個輸入捕獲模塊/4個輸出比較器/4個PWM控制器)，以及一個專門為電機控制向量驅動應用設計的內嵌死區時間控制器的6-PWM定時器、USB、CAN和7個DMA通道。內置復位電路包括上電復位、掉電復位和電壓監控器，以及一個可用作主時鐘的高精度工廠校準的8MHz阻容振盪器、一個使用外部晶振的4-16MHz振盪器和兩個看門狗。因為集成度如此之高，除一個電源外，LQFP100封裝產品的最小系統只需要7個電容器。

    除工業可編程邏輯控制器（PLC）、家電、工業及家用安全設備、消防和暖氣通風空調系統等傳統應用，智能卡和生物測定等消費電子/PC應用外，新的STM32系列還特別適合側重低功耗的設備，如血糖和血脂監測設備。

    STM32系列產品配有成套的ST和第三方的開發工具。ST提供一個評估板、USB開發工具包和一個免費的軟件庫。Hitex、IAR、Keil和Raisonance不久將在經過驗証的基於ARM內核的工具解決方案的基礎上推出入門級開發工具。目前Hitex、IAR、Keil,、Raisonance和Rowley的工具鏈支持STM32。

    STM32樣片目前正在接受重要客戶的檢測，新產品將很快全面上市。STM32的兩個系列產品都採用LQFP48、LQFP64、LQFP100和BGA100封裝，均提供32K、64K和128K的嵌入式閃存選擇。LQFP封裝產品的經銷商定價區間是(10000件)1.80美元(基本型系列，32K閃存，48引腳)到3.60美元(增強型系列，128K閃存，100引腳)。