隨著智慧化與物聯網(IoT)裝置應用範圍越趨廣泛,工業、消費性電子、醫療保健與家用電子對於處理器的需求不斷提升。而為不同應用市場的需求,意法半導體(STMicroelectronics, ST)日前推出STM32系列首顆微處理器(Microprocessor, MPU) STM32MP1,同時搭載Arm Cortex-A和Cortex-M兩種不同的核心,提供更彈性化的架構,簡化工業製造、消費性電子、智慧家庭、醫療應用等高性能解決方案的開發。
過去,STM32系列以微控制器(MCU)產品為主,而為了使採用Linux系統進行開發的設計者也能採用該系列產品,STM32於2019年新增了STM32MP1系列微處理器。該系列產品基於意法半導體及其合作夥伴共同構建之STM32系列生態系統,包括開發工具與技術支援。兩者結合後,STM32系列可解決客戶對即時任務和功耗限制的要求,而OpenSTLinux以市場上主流的開源Linux發行版發行,幫助STM32系列從即時任務與功耗限制為主的應用,進一步擴大到更廣泛的市場。
意法半導體微控制器部門STM32微處理器行銷經理Sylvain RAYNAUD表示,STM32MP1微處理器系列整合最多兩顆Arm Cortex-A7以及一個Cortex-M4處理核心,因此設計者可以在新型STM32異質運算架構上開發一系列新的應用設計。由Arm Cortex-A7搭配3D GPU進行圖形與通訊處理,而Cortex-M4則可進行馬達控制與感測器資料截取等即時工作。
RAYNAUD進一步說明,彈性的異質運算架構有助於單一晶片執行快速數據處理和即時任務的時,兼顧系統的運算效能與功耗。舉例來說,當系統不需要Cortex-A7時,可讓Cortex-A7完全暫停執行指令,只讓效能更高的Cortex-M4運作,在此情況下功耗可降低至全功率模式的25%。此外,當Cortex-M4與Cortex-A7都不需執行指令時,系統可以進入待機狀態,功耗可降至全功率模式的1/2500。值得依提的是,該系列產品可支援1到3秒內恢復執行Linux(具體恢復速度取決於實際應用)。
據了解,STM32MP1系列微處理器整合兩顆主頻650MHz的Arm Cortex-A7應用處理器和一顆頻率達209MHz的高性能Arm Cortex-M4微控制器。為防止MPU系統出現性能瓶頸和頻寬問題,STM32MP1支援多種DDR SDRAM記憶體,包括DDR3、DDR3L、LPDDR2、533MHz的32/16位元LPDDR3。此外,STM32MP1嵌入了3D圖形處理器(Graphics Processor Unit, GPU),以支援人機介面(Human Machine Interface, HMI)顯示器。
而為了該系列MPU產品能更貼近市場需求,RAYNAUD透露,接下來,STM32將推出兩個新的MPU系列,一個專注於提供市場更高效能、功能與安全性,而另一個產品現則會以成本與功耗的優化為開發主軸,讓設計者能依照不同的需求來選用適合的產品。
此外,意法半導體也為該晶片組開發了一個配套專用電源管理IC STPMIC1,其整合四個DC/DC降壓轉換器、六個LDO穩壓器、一個DC/DC升壓轉換器,以及USB VBUS和通用功率切換器,可節省空間和BOM成本,為STM32MP1和電路板上的其他零組件提供所需的電壓軌。