智能工业

恩智浦MCX W系列的可扩展无线MCU是首款具有蓝牙信道探测功能的无线MCU,进一步扩展了MCX产品组合丰富的连接功能,可最大限度地提高新一代工业和物联网设备未来的灵活性

恩智浦半导体(NXP Semiconductors N.V.,纳斯达克股票代码:NXPI)继近期推出的MCX AMCX N系列设备大获成功后,今日发布MCX W系列,进一步为MCX产品组合增添丰富的连接功能,助力MatterTMThread®Zigbee®和低功耗Bluetooth技术采用安全的多协议无线MCUMCX W系列同MCX A, MCX N一样配备FRDM开发平台以及具备跨MCX产品组合一致性的设备架构、内核、外设和MCUXpresso开发者体验,旨在打造一个可扩展的MCU平台,简化工业和物联网市场中快速创建新产品或面向新用例进行开发的过程。

MCX W系列首先推出的两个家族MCX W71xW72x搭载软件可升级的独立无线电子系统,可最大限度地提高智能互联设备的灵活性。该子系统可减轻主内核负载,实现多任务处理,而主内核只需运行主应用程序。凭借用于应用程序和连接协议栈的可扩展内存大小以及无线远程(OTA)更新,MCX W系列允许安全互联边缘设备升级,以适应消费者需求的变化和Matter等连接协议的不断更新。

MCX W系列包括首款支持全新蓝牙信道探测标准的无线MCU,与传统蓝牙技术相比,该标准可提高距离测量的准确性和安全性,适用于安全访问、资产追踪和室内导向等广泛应用。搭配恩智浦的Trimension®超宽带(UWB)安全雷达和精细测距产品,MCX W将进一步推动环境计算技术进入广泛的市场细分领域和应用。

产品重要性

连接标准将随着时间的推移不断发展,未来版本中会提供新的功能和特性。因此,可升级性对于设备延长现场使用寿命、减少重新设计和提供差异化特性而言至关重要。MCX W系列允许开发人员随着时间的推移增强产品,提供满足未来标准变化所需的性能和内存,以及通过OTA固件更新来适应用户需求。开发人员可从支持多种连接标准的可扩展且安全的MCU平台中获益,而整个MCX产品组合的可扩展性能够简化基于通用平台开发各种终端设备的进程,降低开发成本和复杂性,同时加快上市进程。

恩智浦资深副总裁兼工业和物联网边缘总经理Charles Dachs表示:智能互联设备正在以前所未有的速度发展,同时新的特性和功能正在不断涌现。MCX W系列进一步丰富了整个MCX产品组合,有助于开发人员更轻松地将先进的连接性引入设计,并将新的创新成果部署到新一代物联网和工业设备中。

开发人员可以利用MCX W MCU实现更多连接

MCX W系列支持独立或托管架构,并且产品组合实现引脚和软件兼容,因此开发人员能够轻松迁移到适合其用例的部件。MCX W71xW72x系列采用96 MHz Arm® Cortex®-M33内核。两个系列均采用独立无线电子系统,其中专用内核可减轻主CPU的负载,将主CPU保留给主要应用程序,并提供额外的内存以支持软件更新。它们还集成了EdgeLock® Secure Enclave Core Profile,可提供高级安全功能。

恩智浦半导体在提供工业边缘解决方案方面有着丰富的历史经验,为MCX W系列的推出奠定了基础,该系列产品支持较宽工作温度范围(-40℃+125℃),适用于工业应用的外设(包括CAN接口),并纳入恩智浦15年产品持续供应计划,可支持长期工业使用。

通过单芯片解决方案或充当托管架构中的协处理器,MCX W71x系列可支持更简单的物联网设备。恩智浦提供完整的软件解决方案,以便MCX W71x能够作为网络或无线电协处理器在恩智浦广泛的MCX MCUi.MX RT跨界MCUi.MX应用处理器产品组合上实现无缝运行。

MCX W72x系列新增蓝牙信道探测功能,并配有专用的片上定位计算引擎加速器以减少测距延迟。它包含额外的内存,可支持特定于应用程序的代码、连接协议栈和无线远程固件更新。此外,无线电子系统可以配合低功耗蓝牙协议栈运行完整的ThreadZigbee协议栈。这意味着无线电子系统的实时活动在能够与应用程序不同的核心上运行,实现可靠的无线性能。

安全是物联网的核心

智能互联设备在物联网和工业生态系统中的安全性越来越重要。MCX W系列可利用集成的EdgeLock安全锁区(Core Profile)保护敏感的安全功能,并且可实现本地支持EdgeLock 2GO服务,以帮助遵守即将推出的网络安全法规(如美国网络安全信任标识和欧洲网络弹性法案)和其他安全标准(如IEC 62443)。它还涵盖设备身份验证、安全启动以及安全固件安装和更新的功能。可通过在不受信任的制造场所中安全地安装和管理密钥来加速连接标准的加密。

恩智浦是唯一一家获得CSA批准的芯片供应商,有权作为产品认证机构为其他公司颁发Matter安全证书,这意味着MCX W系列可通过完整的端到端解决方案,简化并加速Matter终端设备的产品化和生产流程,确保物联网设备的安全配置与管理。

全面的开发人员支持

MCX W系列可通过恩智浦的FRDM开发板实现加速开发, FRDM开发板是一个低成本、可扩展的硬件开发平台,整个MCX产品组合受到MCUXpresso开发者体验的全方位支持。MCX FRDM开发板包括行业标准接头、可轻松访问MCUI/O以及板载MCU-Link调试探针。MCX W FRDM开发板包含全面的无线认证,为开发人员的设计提供一个强有力的起点。

与广泛的MCX产品组合一样,MCX W系列受到广泛采用的MCUXpresso生态系统支持,包括可在一个中心位置提供生产级软件、驱动程序和中间件的MCUXpresso SDK。恩智浦针对广泛的物联网连接标准提供经验证和认证的协议栈,例如MatterThreadZigbee、低功耗蓝牙等,以简化物联网设备的开发和部署。

产品供货时间

MCX W系列预计将于2024年下半年提供样品。详细信息,请访问NXP.com/MCXW或阅读博文

关于恩智浦半导体

恩智浦半导体NXP Semiconductors N.V.Nasdaq: NXPI)汇集英才,共同创造突破性技术,为更智慧安全的互联世界保驾护航。作为全球领先的嵌入式应用安全连接解决方案提供商,恩智浦不断寻求汽车、工业物联网、移动设备和通信基础设施市场的突破,同时不断推出解决方案,助力实现可持续发展的未来。恩智浦拥有超过60年的专业技术及经验,在全球30多个国家设有业务机构,员工达34,200人,2023年全年营业收入132.8亿美元。更多信息请登录http://www.nxp.com.cn/?cid=PR

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5G、物联网、AI等新兴技术的加速落地,推动工业4.0蓬勃发展,工业智能化成为智能制造下一个风口。作为电子设备的“心脏”,数字电源的重要性不言而喻,从消费电子、网络通信延伸至汽车电子、新能源、智能硬件等广泛领域。

针对数字能源以及工业应用,STM32几大旗舰型MCU系列成为重塑工业市场的种子选手:

  • 面向主流应用的STM32G0STM32G4系列,
  • 在高性能应用中推荐STM32F7H7系列
  • 在MPU方面可以使用带有MCU基因的STM32MP1

“行业应用篇

STM32G0:简单,但强大

新一代入门级低成本Cortex-M0+主流STM32G0,被誉为性价比之王:高性能、低功耗、方便易用的特性使之成为入门级STM32开发利器。

全新的STM32G0系列满足了在模拟、低功耗运行或更多安全应用控制面对更高性能的需求。它支持较高的温度范围(最高可达125℃)和广泛的封装类型,如WLCSP、UFBGA、TSSOP、SO、QFP和QFN封装,剑指消费品市场、物联网、智能锁、家电、工业控制(工具, E-bike, 等)、照明以及其他(游戏机, 工控或传感器模块等)广泛的应用领域。

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关键词:STM32G0系列

◆ 性能提升

  • Cortex-M0+内核,主频64MHz

  • 处理能力59 DMIPS,获得142CoreMark分值

  • 多达12路可灵活配置的DMA通道

◆ 小身材大容量

  • Flash高达512KB,双区设计

  • RAM高达144KB

  • 最小封装仅为SOP-8

◆ 丰富的外设资源

  • 新一代FD-CAN总线,速度更快,效率更高

  • 全速USB HOST/DEVICE

  • 支持USB Type-C PD协议处理

  • 主频高达128MHz的高级定时器

  • 2.5MSPS 12bit ADC,比较器及DAC

  • 32Mb/s SPI,多达8路UART串口

◆ 延长电池寿命

  • 低功耗制程和设计

  • 低功耗串口: 帧唤醒

  • 低功耗定时器: 计数器和信号发生器

  • I²C 地址侦测唤醒

  • 动态功耗 <100uA/MHz

◆ 节省BOM 成本

  • +/-1%内部高速振荡器, 0 to90°C

  • +/-2%内部高速振荡器,-40 to125°C

  • IO 数量最大化: 更小的封装

◆ 高可靠性

  • 低EMI,高EMC,增强产品抗干扰能力

  • 主时钟监控及电压监控

  • 硬件校验和 ECC Flash,带校验RAM

  • AES256 加密及新增可信任存储区(MPU)

  • 可靠IO抗负电流注入

  • 高温度范围: -40°C到+125°C

STM32G4:新一代数模混合MCU

STM32G4是2012年推出的STM32F3系列的延续,它继承了很多STM32F3的理念和基因,带来更强劲的性能和数模效果。在性能、外设、安全等多方面进行了多项升级,从而带来更强劲的性能,更丰富的针对应用领域的功能进阶。

STM32G4作为一款基于ArmCortex-M4架构的产品,定位为主流型MCU,主要针对电机控制、工业设备与测量仪器、高端消费类应用和数字电源等应用场景,通过数模组合的方式来满足用户对兼顾控制逻辑与模拟信号处理的需求。

目标市场面向数字功率转换,主要包括:

无线充电,电信电源,电机驱动,LED控制,电焊机,工业,UPS,功率因素校正,服务器和数据中心,光伏逆变等。

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关键词:STM32G4系列

◆ 性能大幅度提升

STM32G4基于Arm®Cortex®-M4内核,支持FPU和DSP指令集,主频高达170MHz,相较于STM32F3和STM32F1的72MHz的主频,提高了一大步。同时,STM32G4引入了三个硬件加速器:ART accelerator (~动态cache) ,CCM-SRAM (~静态 cache)和数学运算加速器。

◆ 丰富的内置数模外设

集成更丰富的模拟外设是STM32G4的一大亮点,ADC、DAC、运算放大器、比较器,应有尽有。STM32G4系列中最高配置MCU中的模拟外设多达25个。

◆ 功能安全与信息安全

STM32G4具有安全存储区 ,集成了硬件加密AES-256、硬件随机数发生器,增强了用户程序保密性和通讯安全性,更高的安全性对物网应用尤为重要。

◆ 低功耗

当通用型MCU遇上低功耗需求,STM32G4的动态能效模式,让该系列产品的功耗比同等性能的竞品DSP低2倍以上。

◆ 数学加速器

STM32G4是第一款具有两个数学加速器的STM32,可实现功能加速与CPU轻载:

  • 一个用于三角计算(坐标旋转数字计算器或CORDIC),非常有利于电机控制中所常用的的矢量运算(FOC);

  • 另一个用于数字滤波功能(滤波数学加速器或FMAC)。可被用于生成三极点三零点3p3z补偿器 (数字电源),Sigma Delta 调频器,噪音整形器。

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STM32H7:追求更高的性能

STM32H7系列继承和发展了高性能产品家族的特性,各产品应用定位如下:

STM32H743 :单核480MHz及丰富的资源,适用于工业、医疗及消费类应用

STM32H745:双核架构、125度耐温以及强大的运算能力,适应于工业应用的苛刻环境

STM32H747 :内置MIPIDSI, 满足同时需要高性能及显示要求的应用

STM32H7A3 :内置大容量1.4MBSRAM及低功耗,适用于家电及工控显示应用

STM32H723 :单核最强性能及高性价比,适用于工业、医疗及消费类成本敏感型应用‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍

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关键词:STM32H7系列

◆ 高效的处理能力

  • 主频高达550MHz

  • 片内 2MB Flash及1.4MBRAM

  • 双核设计,兼顾高速运算和实时控制

  • 多达40路DMA,处理最复杂的数据传输

先进的图像显示

  • 显示接口: TFT-LCD 和MIPI-DSI

  • 加速器:Chrom-ART、Chrom-GRC及 MJPEG

  • 外存扩展: FMC、SDMMC及O-SPI

◆ 数学加速器

  • 三角函数计算

  • 数字滤波加速器

  • 使用DMA方式,彻底释放CPU资源

◆ 信息与功能安全

  • 外部存储在线解密加速器(OTFDEC)

  • 哈希硬件加速器

  • 提供软体安全安装和升级服务

  • 耐受高温125℃

创新外设资源

  • 高精度定时器:精度高达2.1ns,10路PWM输出

  • 2个高级定时器,可实现双电机控制

  • 12个通用定时器及5个低功耗定时器

  • 多达11个U(S)ART,6个高速 SPI 和5个 I2C

  • 多达3个新一代 FD-CAN总线,通讯效率大幅度提升

  • 2个USB OTG接口,支持高速和全速传输

  • 10/100 以太网控制器

  • DCMI 数字摄像头接口 和 4个 SAI 音频接口

  • 3个16位ADC,采样速率高达3.6MSPS,共有36通道

  • DFSDM 数字滤波模块

  • 2个DAC、2个模拟比较器和2个运算放大器

性价比之王STM32H723_H733和STM32H725_H735系列,相比STM32F4,一样的价格,实现5倍的性能。该系列的主频和外设资源丰富很多,数学加速器是另一个新功能,一方面做三角函数运算,另一方面作为数字滤波加速器,能够实现功能加速与减轻CPU负担。但价格更便宜。产品集成了以太网,内存扩展,TFT LCD显示驱动,对于工业网卡、变频器、伺服器等应用非常有优势。

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完整的生态支持

ST为工业应用各系列产品提供了从硬件、软件开发工具等完整的生态系统。

STM32G0 最新的生态系统资源,包括丰富的硬件和软件工具,让用户随心所欲开发自己的系统。

“▲STM32G0生态系统"
▲STM32G0生态系统

STM32G4延续了STM32和ARM Cortex-M4 生态系统,硬件资源包括:

  • 支持STM32G4 MCU的NUCLEO开发板;

  • 功能齐全的评估板:STM32G474E-EVAL 和板载加密和加速度计的STM32G484E-EVAL;

  • 电机控制一站式开发工具:Nucleo马达控制专用开发板(P-NUCLEO-IHM03)

  • 探索套件:B-G474E-DPOW1*,B-G431B-ESC1*

STM32G4软件工具包括:STM32CubeMX,IDEs编译和调试,及STM32 编程工具。

“▲STM32G0生态系统"
▲STM32G0生态系统

ST为H7系列产品提供了从硬件、软件开发工具等完整的生态系统。

在软件工具方面,ST提供从调试、开发、配置、监测一站式开发平台。

  • STM32CubeMX:芯片选型/项目配置/ 代码生成/

  • STM32CubeIDE:代码编辑/代码编译链接/代码调试/代码烧写

  • STM32CubeProgrammer:烧写、读取片上存储区/烧写、读取片外存储区/烧写、读取选项字节/

  • STM32Cube Monitor:功耗测试,无线蓝牙调试,USB PD调试

硬件工具方面,STM32H7硬件开发平台包括:

  • NUCELO:可自由搭建你的项目模型

  • Discovery能快速测试STM32H7关键特性

  • EVAL:全面测试STM32H7所有性能  

“▲STM32MC
▲STM32MC SDK5.4电机库特点

在信息安全方面,STM32Trust 总结出12个安全功能(Security Functions)以契合客户使用案例和安全标准,STM32Trust 生态系统整合安全相关资源(文档、软件、工具等)来涵盖这12项安全功能。

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丰富的工业应用案例

STM32G0/G4/H7针对工业市场打造的强大的功能和生态,使之在电机控制,变频器、伺服器,以及通信/服务器电源、UPS、太阳能逆变器等热门应用取得了丰富的应用案例。

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来源:STM32
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