近阈值技术引领者:STM32U3系列的能效与安全革新

引言

当电池供电设备已深度融入生活的每一个角落,功耗控制与续航能力俨然成为制约技术演进的核心瓶颈。在此背景下,超低功耗新系列STM32U3凭借前沿的近阈值设计理念,为受功耗瓶颈限制的设备提供了突破性解决方案,也为能耗管理开启了全新篇章。

极致能效,定义低功耗标杆

能效指标领先:CoreMark/mW指标最高可达117,远超同类产品,是当之无愧的“能效卷王”,能有效助力设备延长续航、降低功耗成本。近阈值技术支撑:STM32U3系列的CoreMark/mW指标如此出色的原因,是采用近阈值技术来提升电源效率,并通过自适应电压调节(AVS)优化功耗。传统MCU在1.20-0.9V晶体管电平下运行,而作为首款采用近阈值设计的STM32产品,STM32U3可在最低0.65V电压下运行,大幅降低动态消耗,显著提升整体效率。

Tips 1:何为近阈值技术?

近阈值技术是一种针对芯片能效优化的前沿设计理念,其核心是让微控制器(MCU)等集成电路在接近晶体管阈值电压的极低电压下稳定运行,从而大幅降低功耗,提升能源利用效率。

具体来说,传统芯片设计中,晶体管的工作电压通常高于阈值电压(一般在1.20-0.9V范围),以保证电路的稳定运行,但这也带来了较高的动态功耗(与电压的平方成正比)。而近阈值技术打破了这一传统,通过优化电路设计和工艺,使芯片能够在远低于传统电压、接近晶体管阈值电压的条件下工作,STM32U3系列可低至0.65V。

Tips 2: CoreMark/mW指标的意义

  • CoreMark/mW指标是衡量MCU能效比的关键指标,用于评估芯片在单位功耗下的处理性能,是低功耗场景中选择芯片的重要参考依据。

  • CoreMark:是一项行业通用的基准测试程序,主要用于衡量嵌入式系统中处理器的整数性能,其数值越高,代表芯片的计算处理能力越强。

mW(毫瓦):此处指代芯片运行时的功耗,数值越低,说明芯片在工作过程中的能量消耗越少。

CoreMark/mW的计算逻辑是用芯片的CoreMark得分除以其运行时的功耗(毫瓦数),最终结果越高,意味着芯片在消耗单位功率时能完成的计算任务越多,能效表现越优异。

全方位安全防护,筑牢设备防线

STM32U3系列安全特性优异,通过多重设计强化设备安全性,并目标通过SESIP 3及PSA 3级认证,并已为CRA做好准备。

  • 强化基础防护:增加锁门设计,提升设备身份认证能力与反克隆防护水平。

  • 新增独立安全机制:

    借助耦合链式桥接技术,实现新一代物理密钥硬件防护;

    工厂预置认证机制,生产环节即分配唯一安全身份,降低客户合规成本。

  • 全场景安全服务:STM32U3系列可提供基于STM32Trust的高级别安全服务,同时还能提供涵盖内存保护(防非法访问)、加密功能(增强硬件防御)、平台保护(全生命周期防护)、代码隔离机制(运行时防护)等安全保障,全方位保护数据、IP,抵御黑客攻击与设备克隆。

硬件与生态,兼顾性能与开发便捷性

  • 硬件性能:基于Cortex-M33内核,主频96MHz,采用40nm工艺;集成丰富数字/模拟外设,新增I3C、CCB等IP模块及多样通信接口。首次发布的STM32U375/U385配备最高1MB双bank闪存和256KB SRAM;

  • 灵活封装:提供32-100引脚共9种封装形式,与STM32U5全引脚兼容,方便用户产品升级或替换;

  • 完善生态:STM32Cube框架贯穿开发全流程,从前期评估选型、中期软硬件配置与调试,到后期编程与运行监测,提供全周期贴心支持。

无论是需十年续航的智能表计、追求极致轻薄的可穿戴/个人医疗设备,还是强调能效的工业传感器应用,STM32U3都能以长续航、小尺寸、高能效的优势,赋能物联网全场景创新。

来源:STM32

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