STM32U5 Cortex-M33 MCU，具更高性能、2D图形加速器以及高级安全性

Rita Wang

3年前

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意法半导体第一款基于Arm Cortex-M33内核的STM32 MCU是超低功耗的STM32L5微控制器，该公司现在又推出了同样为智能应用设计的STM32U5系列，包括可穿戴设备、个人医疗设备、家庭自动化以及工业传感器。

新系列时钟速度更高，可达160 MHz，闪存最大可达2048 KB，RAM最大可达786 KB，搭载一个2D图形加速器，对几个外设已经升级，新自主模式让DMA和外设在大部分器件处于修眠状态时仍可继续运行，以节省电力消耗。STM32U5 MCU还集成了附加硬件安全的功能，采用40纳米制造工艺，该公司声称这是适合微控制器制造的最先进工艺。

同STM32L5系列一样，STM32U5系列也有两个产品系列，其主要区别在于其安全特性。

STM32U575可配置1024至2048 KB闪存、786 KB RAM
STM32U585可配置2048 KB闪存、786 KB RAM，及AES-128/256、PKA和动态解密(OTFDEC)等其他安全功能

STM32U5系列的亮点包括：

MCU 内核 – Arm Cortex-M33 Armv8-M内核，时钟频率最高160MHz，配置有FPU、Arm TruztZone
内存 – 768 KB RAM
闪存 – 1024KB至2048KB闪存
为2D图形配置了Chrom-ART加速器(DMA2D)
算数协处理器——用于三角函数算法加速的CORDIC（坐标旋转数字计算方法）、FMAC（滤波算数加速器）
ST ART加速器 – 8-KB指令缓存，允许在闪存和外部存储器上0等待状态执行：最高160 MHz，MPU，240 DMIPS，以及DSP
外设
- USB – 1个USB OTG 2.0 全速控制器，1个USB type-C/PD 控制器
- 2个模数转换器 (ADC)，一个14位，一个12位，均最高可达5 Mbps
- 2个12位数模转换器 (DAC)
- 2个超低功耗比较量测器
- 2个运算放大器，具有外部或内部跟随器路由和可编程增益放大器 (PGA)功能。
- 6个USART、3个SPI、4个I2C、1个CAN-FD
- 16位和32位定时器
- 2个SAI +音频PLL
- 2个SDMMC插口
- 多达24个电容式触摸感应
安全 – Arm TrustZone、柔性软件隔离、安全启动、密钥存储和硬件加密加速器：
- 现在硬件是通过AES加密和公钥授权(PKA)抵御差分功耗分析(DPA)侧信道攻击
- 硬件唯一密钥(HUK)用于数据存储安全
- 主动篡改检测
- 内部监控可以在扰动攻击的情况下清除保密数据，有助于满足PCI安全标准委员会（PCI SSC）对销售终端（POS）应用的要求。
电源特性/功耗
- 工作电压– 1.71至3.6 V
- 嵌入式SMPS（交换式电源）降压斩波器（可选）
- UCPD控制器符合USB Type-C Rev. 0和USB Power Delivery Rev. 3.0 规范。
- 电耗：
  - 关机模式下为110 nA（配有24个唤醒引脚）
  - 待机模式下为300 nA（24个唤醒引脚）
  - 待机模式下为475 nA，带RTC
  - 关停3模式下为7 μA，配置有16 KB SRAM
  - 关停3模式下为3.1 µA，使用全SRAM
  - 关停2模式下为3.4 μA，配置有具有16 KB SRAM 的
  - 关停2模式下为6.6 µA，使用全SRAM
  - 主动模式下为19.5 µA/MHz、3.3V
  - 注意：关停3模式是保持所有功能时的最低功耗模式，但功能外设和唤醒源减少到与待机模式相同。
- 封装 – LQFP48、UFQFPN48、LQFP64、WLSCP90、LQFP100、UFBGA132、LQFP144和UFBGA169
- 温度范围 – -40℃至+85℃或-40℃至+125℃

闪存容量、硬件加密和封装选项意味着STM32U5微控制器共有15种不同类型，尽管只有1MB闪存的部件将在2021年第三季度晚些时候才会上市。

软件和STM32U5开发板

新系列STM32U5微控制器将得到STM32Cube软件套件的支持，其中包括Azure RTOS（又称ThreadX）、STM32CubeMX和STM32CubeIDE工具以及代码示例。也支持第三方IDE，如IAR Embedded Workbench和MDK-ARM。

配置B-U585I-IOT02A Discovery Kit的STM32U5开发板

意法半导体还提供了一款STM32U5评估/开发板，该板配置有搭载了STM32U585AI微控制器的B-U585I-IOT02A Discovery Kit（169引脚UFBGA，2MB闪存，HW加密）。亦称为“STM32U5 IoT Discovery Kit”，其配备了Wi-Fi和蓝牙模块、麦克风、温湿度传感器、磁力计、加速度计和陀螺仪、压力传感器以及飞行时间技术(Time of Flight) (ToF)和手势检测传感器。

该板还配置有512 Mbit八进制SPI闪存、64 Mbit八进制SPI PSRAM、256 Kbit I2C EEPROM，以及ARDUINO Uno V3、STMod+和Pmod扩展连接器，以及用于摄像模块的扩展连接器和STLink-V3E嵌入式调试器。