详情访问 www.st.com/ST31P450

意法半导体发布全新微控制器STM32H7*。该新产品是业界性能最高的Arm® Cortex®-M通用MCU，集强劲的双核处理器和节能型功能以及强化的网络安保功能于一身。

新产品采用Arm Cortex-M系列中性能最高的480MHz Cortex-M7内核，并增加一颗240MHz Cortex-M4内核。借助意法半导体的智能架构、高效的L1缓存和ART Accelerator™自适应实时加速技术，当执行嵌入式闪存中的代码时，新MCU创下了1327 DMIPS和3224 CoreMark™性能新记录。意法半导体的Chrom-ART™加速器™进一步提升了图形处理性能。为了最大限度地提高能效，每个内核都有独立的电源域，在不需要时可以单独关闭。

通过灵活使用两个内核，开发人员可以轻松升级现有应用，增加更先进复杂的图形用户界面，以电机控制为例，将以前在单核Cortex-M4 MCU上的旧代码迁移到STM32H7 Cortex-M4上，同时在Cortex-M7上运行新GUI。另一个例子是通过降低主处理器的密集型工作负荷，例如，神经网络、校验和、DSP过滤或音频编解码，提高应用性能。

双核架构还有助于简化代码开发，并缩短项目开发周期，将用户界面代码与实时控制或通信功能的开发分开进行。

STM32H7 MCU配备预安装密钥和原生安全服务，包括安全固件安装（SFI）。SFI允许客户在世界任何地方订购标准产品，并将加密固件交付给外部编程公司，避免未加密的代码泄密。此外，内置安全启动和安全固件更新（SB-SFU）支持功能，保护空中下载（OTA）升级和补丁的安全。

与无闪存处理器相比，STM32H7 MCU不仅性能出色，还在片上额外提供高达2MB闪存和1MB SRAM，更好地解决了存储空间限制问题，并简化了具有实时性能或AI处理要求的工业、消费和医疗智能产品设计。此外，Cortex-M7的1级高速缓存以及并行和串行存储器接口可以无限制地快速访问外部存储器。

其它高级功能包括支持所有闪存和RAM存储器的错误代码校正（ECC）技术，提高系统可靠性和安全性；多个先进的16位模数转换器（ADC）；外部工作环境温度高达125°C，适用于恶劣的工作环境；具有通信网关功能的以太网控制器和多个FD-CAN控制器；以及ST最新的波形精确的高分辨率定时器。

意法半导体已经在STM32Cube生态系统内增加了STM32CubeH7 固件模块和应用程序源代码，包括基于TouchGFX和STemWin图形堆栈库的图形解决方案。新增硬件工具包括评估板、发现套件和Nucleo开发板。开发人员可以使用STM32Cube开发环境的所有标准组件，包括ST-MC-SUITE电机控制工具包、STM32Cube.AI机器学习工具包、STM32CubeMX、STM32CubeProgrammer，以及取得相关认证的合作伙伴的STM32解决方案。

STM32H7双核微控制器即将投产，样片现已上市，有多种封装可选，包括WLCSP。STM32H7单核微控制器（包括超值系列）同时上市。

了解更多信息，请访问www.st.com/stm32h7

阅读STM32H7双核微控制器的博文请访问https://blog.st.com/dual-core-stm32h7。

关于意法半导体

意法半导体（STMicroelectronics; ST）是全球领先的半导体公司，提供与日常生活息息相关的智能的、高能效的产品及解决方案。意法半导体的产品无处不在，致力于与客户共同努力实现智能驾驶、智能工厂、智慧城市和智能家居，以及下一代移动和物联网产品。享受科技、享受生活，意法半导体主张科技引领智能生活（life.augmented）的理念。意法半导体2018年净收入96.6亿美元，在全球拥有10万余客户。详情请浏览意法半导体公司网站：www.st.com

针对先进的数字电源应用以及消费电子和工业设备， STM32G4*新系列微控制器引入两个新的硬件数学加速器来提高应用的处理速度，利用Cordic算法和滤波函数等各种技术来提升性能和能效。数学加速器专门用于加快计算速度，例如，家电或空调的节能电机控制算法中的三角方法计算，以及信号调谐或数字电源控制算法中的滤波算法，运算速度比通用主处理器更快，效率更高。此外，这种减负方法还可以让内核释放更多的资源，用于接收更多的传感数据和控制其它用户功能。

STM32G4还有其它新功能，例如，高分辨率电源转换定时器内置各种功能，能够释放CPU资源并简化开发过程；模拟外设和转换器的性能显著提升；高速连接技术使外部事件响应速度更快；支持最新的Power Delivery USB-C接口，最大输出功率100W，能够为设备快速或方便地充电。

意法半导体微控制器事业部总经理Ricardo De-Sa-Earp表示：“利用STM32G4系列的创新技术，尖端消费电子和工业设备可以用更少的资源，办更多的事情。集成丰富的增强型外设接口和行业标准Arm®内核的STM32F3系列发布时在微控制器市场上已是前所未有。如今，我们最新的微控制器STM32G4延续STM32F3的基因，进一步扩大了应用范围，并可以简化设计，降低功耗，同时提高性能。”

具有更快的计算速度，更高的精度，更高的功能集成度，STM32G4 MCU支持设备提高功能性和能效，目标应用包括智能生活、智能工厂和智能能源，例如，电动自行车等电动交通工具、数字电源、先进电机控制、照明、楼宇自动化等。

此外，可扩展的安全存储区域用于存放密钥等敏感信息；保护固件安全实时升级；编程后调试访问禁用功能可以降低威胁隐患；其它安全机制包括最先进的AES-256加密引擎、唯一设备ID码和硬件随机数生成器（TRNG）。这些安全功能使开发人员能够应对最新的网络安全挑战。

意法半导体将该系列计划的152款产品分为三大产品线，目前已有100多款产品在售：包括32引脚封装的入门级产品线，高性能产品线，以及多达107个快速输入/输出引脚的高分辨率产品线。STM32G431K6U6采用32引脚QFN32封装，片上闪存容量32KB。

更多技术信息:

MCU架构

STM32G4系列基于ST现有的高性能和高能效创新技术，例如，ART Accelerator™和CCM-SRAM Routine Booster分别提升了存储器-高速缓存的动态和静态访存性能，确保应用整体性能和实时性能俱佳，同时功耗在能效预算范围内。

ST的新硬件数学加速器再次提升芯片的运算性能，引入Filter-Math Accelerator（FMAC）滤波算法加速器和CORDIC专用引擎。新硬件加速器可以加快一些算法的运算速度，例如，电机控制应用中的旋转和矢量三角法，以及一般的对数、双曲线和指数函数、信号调理IIR / FIR滤波算法或数字电源3p / 3z控制器，以及卷积和相关函数等矢量函数。STM32G4系列基于一颗170MHz的Arm®Cortex®-M4高速内核，具有浮点单元和DSP扩展指令集支持功能，性能测试取得213DMIPS和550 CoreMark®[1]的优异成绩。

从先进的工艺技术和系统架构功能，到先进的外设睡眠/唤醒管理功能，节能创新技术无处不在。 其它重要的新功能包括：

• 一个高分辨率定时器，有12个独立通道，每个通道分辨率为184ps，有温漂和电压漂移自补偿功能
• 多达25个先进模拟外设：
• 多达5个400万次/秒12位模数转换器（ADC），有硬件过采样功能，可实现16位分辨率
• 多达6个高速、高增益带宽运算放大器，内部1％增益设定
• 多达7个1500万次/秒12位数模转换器（DAC）
• 多达7个比较器，传播延迟为16.7ns
• CAN-FD工业通信技术，有效载荷比特率是标准CAN的8倍
• 运行模式功耗低于165μA/ MHz，延长电池续航时间
• 容量更大的片上RAM，高达128KB，有奇偶校验功能
• 闪存容量高达512KB，有错误校验功能（ECC）
• 增加DMA和外部中断的灵活可变性
• 为优化数字或模拟功能，分为三大产品系列：基本系列、增强系列和高分辨率系列

因此，新G4系列完善了现有的STM32F3系列。G4的性能是F3的三倍，最高工作温度达到125°C，双区存储器支持实时固件升级，增加LQFP80和LQFP128等新封装。STM32G4稳健性很强，抗电气干扰，特别是快速瞬态脉冲（FTB）耐受能力最高达到5级，这意味着G4实际上可耐受设备上出现的4kV以上的瞬变电压（IEC 61000-4-4）。

扩展生态系统

为了辅助应用开发，STM32开发生态系统新增了高性价比的支持STM32G4 MCU的Nucleo开发板(NUCLEO-G474RE 和 NUCLEO-G431RB)和功能齐全的评估板（STM32G474E-EVAL 和板载加密加速器的STM32G484E-EVAL），以及STM32CubeG4软件包。此外还有一套Nucleo电机控制专用开发板(P-NUCLEO-IHM03)和软件开发套件(X-CUBE-MCSDK v5.4)。在线电机控制工具ST-MC-SUITE帮助用户浏览生态系统，发现和组织项目开发所需资源。

新G4探索套件将于2019年第三季度上市，该套件将充分发挥STM32 G4系列的数字电源和电机控制的技术优势。

欢迎阅读STM32G4的博客文章：https://blog.st.com/stm23g4-mixed-signal-mcu/

[1] CoreMark: EEMBC嵌入式CPU内核行业标准基准测试。

关于意法半导体

意法半导体（STMicroelectronics; ST）是全球领先的半导体公司，提供与日常生活息息相关的智能的、高能效的产品及解决方案。意法半导体的产品无处不在，致力于与客户共同努力实现智能驾驶、智能工厂、智慧城市和智能家居，以及下一代移动和物联网产品。享受科技、享受生活，意法半导体主张科技引领智能生活（life.augmented）的理念。意法半导体2018年净收入96.6亿美元，在全球拥有10万余客户。详情请浏览意法半导体公司网站：www.st.com

单片机通过多路模拟开关CD4053将TLV5638的两路D/A输出送入信号调整电路，从而完成对充放电电流的控制。放电过程中，Mega16L通过控制8D锁存器74LS573和复合管阵列ULN2081控制放电电阻接入。系统框图如图1所示。

图1 系统原理框图硬件设计

硬件系统包括串行通信电路、充电和放电控制电路、继电器驱动电路等模块。 通信电路 单片机通过串口与上位机通信。Mega16L端口为TTL电平，而上位机串口为RS232C标准接口。因此，在上位机与单片机通信时需要进行电平转换。本设计采用MAX232完成TTL电平与RS232接口电平之间的转换。

充电和放电控制电路 单片机收到上位机的充、放电控制命令后，通过SPI口将控制信号发送给TLV5638。TLV5638将收到的数字信号转换成模拟信号，并送入信号调整电路。模拟控制信号经调整后送入充电或放电电源的PI控制器，对充电和放电电流进行控制。单片机通过CD4053选择控制信号的输出通道，使该控制器可同时对2块蓄电池进行充电和放电。该部分电路原理图如图2所示。 D/A变换 本设计使用双通道l2位电压输出型高速DA转换器TLV5638完成数模转换。设计中，将Mega16作为主机，通过SPI口直接与TLV5638的串行接口相连。因为Mega16的SPI口为4线串口，所以连接时单片机SPI口的PB6(MISO)悬空。

串行通信时，CS引脚出现下降沿时通信开始，数据在SCLK的下降沿逐位移入TLV5638的内部寄存器。最先移入的是数据的最高位。当16位数据全部移入或CS引脚变高时，TLV5638移位寄存器中的数据被存入相应的锁存器，锁存器的选择由数据中的控制字确定。因此，当Mega16需要向TLV5638发送数据时，PB7先从高电平跳到低电平，然后通过SPI口连续进行两次写操作，向TLV5638发送个字节数据。两次写操作完成后，在SCLK的第16个上升沿，相应锁存器的内容自动更新。 应用中，TLV5638工作于慢速正常模式，采用2.048V内部参考电压。更新TLV5638某一路DAC数据时，必须保证另外一路数据不变。

Mega16的SPI口可采用4种不同的数据传输格式工作，传输格式由SPI控制寄存器中的CPOL位和CPHA位控制。应用中，考虑到TLV5638的使用要求，令CPHA=0，CPOL=1(传输开始时采样SCK下降沿，结束时采样SCK上升沿)。

图2 D/A变换与通道选择

信号通道选择 Mega16通过PD4和PD5以及外围逻辑电路控制信号的输出通道。逻辑电路包括1片7404和2片CD4053。以TLV5638的OUTA输出信号为例。模拟控制信号从TLV5638输出，经滤波后送入CD4053的X通道和Y通道。单片机PD4一方面直接与CD4053控制端A相连，另外还通过反相器7404与CD4053控制端B相连。这样就保证A端和B端的控制信号反相，使任意时刻X、Y通道中只有一个可以输出有效控制信号，从而保证该路充电和放电不发生冲突。应用中没有使用CD4053的Z通道，应将其与控制端C及使能端一起接地。 继电器驱动电路 放电后期，需要将电池中的剩余容量完全放出，最终使单体电池电压下降到0V。设计中，利用继电器将放电电阻并联于单体电池两极，从而达到释放电池剩余容量的目的。继电器由8D锁存器74LS573和达林顿管阵列ULN2801驱动。单片机PA0～PA7输出控制信号，PD2、3、7和PC6、7输出5片74LS573所需的锁存使能信号。控制信号由74LS573锁存，然后通过ULN2801驱动继电器工作，将放电电阻并联在单格电池两端，从而完成单格电池剩余容量放电。继电器驱动电路原理图如图3所示。图中只包含1片74LS573，其它4片控制方法类似。

图3 继电器驱动电路原理图

软件设计 软件采用主从结构。单片机收到上位机指令后，根据通信协议提取出命令字和数据，然后根据命令字完成相应的控制。软件基于模块化设计思想，主要包括：主程序模块，通信程序模块，D/A转换与通道选择模块，继电器组控制模块等。 主程序模块 主程序模块完成单片机初始化，等待并处理中断等工作，流程图如图4(a)所示。

图4程序流程图

通信程序模块

单片机与上位机间采用RS232串口通信。单片机采用中断方式接收上位机发出的命令，并根据接收到的数据内容向上位机发送应答信息。当命令的起始标志和结束标志都正确时，单片机向上位机发送ASCII字符‘Y’表示接收成功，然后处理收到的命令;否则，向上位机发送ASCII字符‘N’，表示发送不成功，要求上位机重新发送命令。

上位机向单片机发送的命令符合以下格式：命令以帧为单位，每帧包含7个字节。每帧包含的命令字规定了单片机的控制方式。每帧中的数据字则以ASCII码的形式确定了充、放电电流的大小和继电器的代号。通信模块流程图如图4(b)所示。 当上位机需要控制充、放电电流时，单片机采用查询方式，通过SPI口向TLV5638发送命令和数据，然后通过控制CD4053确定模拟控制信号输出通道。因为Mega16L的SPI口字宽为8位，因此必须连续进行两次写操作才能完成对TLV5638的编程。单片机收到上位机命令后，先将数据写到PA口，然后向相应锁存使能位写‘0’，将数据锁存入74LS573中，完成对继电器的控制。

转自：广电电器网

意法半导体推出全新的恒星(Stellar)系列汽车微控制器(MCU)，让汽车电子系统和高级域控制器变得更安全、更智能。恒星系列MCU支持基于各种“域控制器”(动力域、底盘域、ADAS先进驾驶辅助系统等)的下一代汽车架构。通过整合传感器数据的同时降低线束连接复杂性和电子元件重量，这些域控制器有助于汽车系统架构向面向软件和数据的架构转型。

恒星系列MCU是汽车微控制器技术的一项突破。集28nm FD-SOI制造工艺、片上相变存储器(PCM)、先进封装和Arm Cortex-R52多核处理器等诸多优势于一身，恒星系列的工作频率高达600MHz，PCM容量超过40MB，同时还实现功耗最小化，即使在恶劣的高温环境下也能保持极低的功耗。恒星系列MCU产于意法半导体自营的12''Crolles工厂。

恒星MCU的主要目标应用包括混动智能控制、基于车载充电器的汽车全面电动化、电池管理系统和DC-DC控制器，以及智能网关、ADAS和增强型车辆稳定性控制系统。

意法半导体恒星MCU的首批样片现已上市，主要特性包括时钟频率400MHz的6核Arm Cortex-R52处理器、16MB PCM、8MB RAM，全部采用BGA516封装。目前主要客户正在路测基于恒星MCU的控制单元。

意法半导体汽车与分立器件产品部总裁Marco Monti表示：“恒星MCU为支持数据服务的新型域控制器提供所需的安全性和实时性能，域控制器行业规模将在2030[1]年达到1.4万亿美元，恒星MCU支持新的以软件为中心的系统架构，能够将域控制器应用变成新的收入来源。域系统架构将多个控制单元的功能集成在更大的域控制器内，能够远程安装新功能，而不会影响汽车的行驶安全性和数据安全性。”

Arm汽车和嵌入式业务部汽车产品副总裁Lakshmi Mandyam表示：“如果我们将自动驾驶和智能动力控制变为现实，下一代汽车平台需要满足汽车电子系统严格的实时性能和安全要求，Cortex-R52的能效、功能安全特性和高性能与ST的优化多核SoC架构的强大组合，能够满足这些汽车平台的需求。”

恒星MCU样片的技术特性

恒星系列基于意法半导体在高性能汽车MCU上的多年沉淀和成功记录，将与取得市场成功的SPC58系列相辅相成，用于管理下一代汽车电子系统。新系列采用意法半导体独有的创新技术，具有下一代汽车平台所需的实时性能和安全性，同时兼备车辆设计人员实现轻量化和经济性所需的低功耗。

首款恒星系列汽车MCU的样片整合六个Arm Cortex-R52内核与嵌入式非易失性存储器，适用于快速的确定性实时计算，没有非集成式存储器的延迟等待现象。

通过在Cortex-R52内核增加锁步功能，恒星系列达到了汽车行业ISO26262 ASIL-D安全认证的苛刻要求。为了进一步增强功能安全性和可靠性，恒星 MCU还安装了一个软件隔离及内存保护管理程序。

在提高Cortex-R52多核处理器性能的同时，恒星系列还集成三个内置浮点单元和支持DSP扩展指令集的Arm Cortex-M4内核，以提供应用专用加速功能。

恒星系列还采用意法半导体先进的符合AEC-Q100 Grade 0标准的嵌入式相变存储器(PCM)。16MB PCM存储器安全、稳健，即使在工作温度高达165°C时，仍然保证读写性能和数据保存期限，并支持软件空中下载技术，以便管理多个固件映像。连接方便的eMMC和HyperBus™ 接口可以连接外部存储器。

恒星系列采用最先进的支持EVITA[2] FULL的硬件安全模块（HSM），运行速度超过200MHz，可最大限度地提高数据吞吐量。

恒星系列的HSM硬件安全模块配合覆盖多个汽车接口（包括以太网、CAN-FD和LIN）的多总线路由，可满足OEM厂商对时间敏感型汽车网络的安全性和连接性能的日益增长的需求。

意法半导体现有的合作伙伴和正在申请加入ST合作伙伴计划的企业支持恒星系列产品，推出了相关的开发工具（(Arm, Green Hills, HighTec, Wind River)、调试工具(iSYSTEM, Lauterbach, PLS)和软件(Elektrobit, ETAS, Vector)。

详情联系当地意法半导体销售办事处。

[1] McKinsey, Center for future mobility - January 2019

[2] EVITA: E-safety vehicle intrusion protected applications. A project co-funded by the European Union to establish an architecture for automotive on-board networks capable of protecting security-relevant components and sensitive data. EVITA：电子安全车辆入侵保护应用，是欧盟共同资助的一个旨在构建一个能够保护安全相关组件和敏感数据的汽车车载网络架构的技术研发项目。