對于MCU來說，其發展最早可以追溯到20世紀60年代，應用于數字手表、計算器等小型電子產品。隨著技術不斷進步和應用場景的不斷擴大，MCU被廣泛應用于各種電子設備，如智能家居、智能穿戴設備、智能車載系統、工業自動化、醫療設備、安防監控等領域，各種MCU的功能和性能也不斷提高，從8位到16位、32位、64位等不同位寬的芯片，從幾(ji)百字節(jie)到數(shu)兆字節(jie)的存儲(chu)器容量(liang)，從幾(ji)十個到數(shu)百個甚(shen)至數(shu)千個的引(yin)腳數(shu)量(liang)，MCU已經(jing)成為了電子設備中不可或缺的重要組(zu)成部分。
在物聯網時代，MCU作為邊(bian)緣計算設備的核心組件，需要具備更高的處理運算能力(li)，同(tong)時還(huan)需要支持高速通(tong)信(xin)(xin)、多種通(tong)信(xin)(xin)協(xie)議解析，甚至(zhi)集(ji)成嵌入式 AI 等多重功能。因此，MCU技術的發展趨勢受到了業界的廣泛關注。
自 2007 年 STM32 推出(chu)(chu)(chu)首款基于 Cortex 內(nei)核(he)的(de)(de) MCU 以來，意法半導體（ST）在 MCU 市場(chang)上不(bu)斷(duan)提高創新能(neng)力，并持續推出(chu)(chu)(chu)多(duo)款 STM32 新產品(pin)。作為全(quan)球通(tong)用微(wei)控制器市場(chang)的(de)(de)領(ling)先品(pin)牌之一，以及工業級(ji) 32 位 MCU 的(de)(de)先鋒，截至目(mu)前， STM32 在中國有超過(guo) 10 萬個(ge)客(ke)(ke)戶，在全(quan)球有超過(guo) 40 萬個(ge)客(ke)(ke)戶，累計出(chu)(chu)(chu)貨量超過(guo) 1100 億顆。
近期，意法半導體舉辦了 STM32 創新媒體溝通會，介紹了面向智能物聯時代，STM32 的技術發展趨勢和戰略，并揭曉了多款 STM32 創新產品。
從8-bit到32-bit
在(zai)溝通會上，意法半(ban)導體 MDG 中國區(qu)總(zong)監曹(cao)錦東(dong)表示，從性(xing)能(neng)(neng)和(he)供(gong)應(ying)方面(mian)來說，32位(wei)MCU都可以提供(gong)更高的性(xing)能(neng)(neng)和(he)更靈活的供(gong)應(ying)，“今(jin)天客戶依然用同樣(yang)成本、同樣(yang)價錢(qian)去買8位(wei)MCU，為什么(me)不去買一個32位(wei)MCU呢？”
而作為STM32家族中最經濟的MCU，STM32C0率先將32位MCU引入8位應用市場，具有集成容易、緊湊封裝的優勢，面向的是生產消費電子產品，且成本敏感型的用戶。在價位相同的前提下，如果與STM8S進行比較，STM32C0在性能上實現了10倍的提升，過去1毫秒只能處理一個任務，如今則可以處理10個，對信號的檢測、過濾、處理等任務來說，用STM32C0都可以更加游刃有余，大大降低了開發者32位功能的使用門檻。
不(bu)僅如此，為了保障客戶(hu)能(neng)夠順利從8位(wei)遷(qian)移至32位(wei)，意法半導體在封裝(zhuang)、引(yin)(yin)腳設(she)計、硬件(jian)布(bu)板上(shang)都實現了兼容(rong)性設(she)計，在封裝(zhuang)上(shang)保持與STM32G0一(yi)致，不(bu)僅為產品未來升級預留了空間，也在整體上(shang)實現了與STM320G0可以無縫切換，支持全系引(yin)(yin)腳兼容(rong)、相同IP平臺(tai)、軟(ruan)件(jian)移植容(rong)易，其強大的STM32生(sheng)態系統(tong)、STM32Cube開發工具，開發者社區幫助開發者輕(qing)松走進32位(wei)世界(jie)。
此外(wai)，STM32C0還具備(bei)讓過去(qu)產品中的(de)兩顆芯片合二為一的(de)能(neng)力(li)。曹錦東表(biao)示(shi)，“用(yong)(yong)STM32C0一顆MCU，而(er)不(bu)去(qu)用(yong)(yong)兩顆MCU，幫助客(ke)(ke)戶(hu)減少供應鏈(lian)復雜度，同(tong)時提升整(zheng)個控制性能(neng)。” 例如(ru)，某客(ke)(ke)戶(hu)過去(qu)會用(yong)(yong)STM8S做(zuo)電機控制，用(yong)(yong)STM8做(zuo)搖(yao)控器，現在用(yong)(yong)一顆STM32C0就能(neng)取代STM8S與STM8，同(tong)時滿足了(le)在性能(neng)與低功耗上(shang)的(de)雙重要求。
滿足更高性能與安全性
目(mu)前，MCU的(de)發展趨勢(shi)主要表現在以下(xia)幾個方面：
1.集成度(du)不(bu)斷提(ti)高。隨著制程工藝的(de)(de)進步和(he)芯(xin)片封裝技術的(de)(de)不(bu)斷創新，MCU內部集成的(de)(de)模塊數量不(bu)斷增加，功能(neng)更加強大(da)，體(ti)積更小(xiao)，功耗更低。
2.性(xing)能(neng)不(bu)斷提(ti)升。MCU的主頻(pin)、存儲器容量、計算(suan)(suan)能(neng)力(li)等性(xing)能(neng)指標不(bu)斷提(ti)高，使得MCU可以處理更加復雜的任務和算(suan)(suan)法，同時(shi)也可以支持更高的數據傳(chuan)輸速率。
3.多核(he)并行處理。為了滿足(zu)更加復(fu)雜(za)的應(ying)用場景，MCU開始向(xiang)多核(he)并行處理方向(xiang)發展，可以實(shi)現更高效的數據處理和計算任務。
4.低功耗和節能。隨著物聯網應用的不斷擴大，MCU需(xu)要具備低功(gong)耗、長續航等特(te)點，以滿足各(ge)種(zhong)電(dian)池(chi)供(gong)電(dian)應用的需(xu)求。
5.安(an)(an)全(quan)性(xing)和(he)可靠(kao)(kao)(kao)性(xing)增強。隨著(zhu)物聯(lian)網設(she)備(bei)(bei)的數量(liang)不斷增多，對(dui)于數據安(an)(an)全(quan)和(he)設(she)備(bei)(bei)可靠(kao)(kao)(kao)性(xing)的要(yao)求也越來越高(gao)，MCU需要(yao)具(ju)備(bei)(bei)更加嚴格(ge)的安(an)(an)全(quan)性(xing)和(he)可靠(kao)(kao)(kao)性(xing)保(bao)障措施，如硬件加密、安(an)(an)全(quan)啟動等。
意(yi)法半導體 MDG中國區通用微控制器事業(ye)(ye)部技術市場高級經理何荻凡表示(shi)，在性能方(fang)面，意(yi)法半導體全新發(fa)布的 STM32H5 基(ji)于 Cortex-M33 內核開發(fa)，是 STM32 里最快(kuai)的 Cortex-M33 產(chan)品，用于 250 MHz 的主頻，基(ji)本可以滿足大多數工業(ye)(ye)應(ying)用類需求。同時(shi)，STM32H5 是基(ji)于 ST 優化的 40nm 工藝，同時(shi)提供很豐(feng)富的存儲(chu)、外(wai)設和封裝的選(xuan)擇。
在安(an)全性(xing)和(he)可靠(kao)性(xing)方面， 針對消(xiao)費類器件應(ying)用，STM32H5 帶(dai) USB PD （power delivery）、I3C 等外(wai)(wai)設，能(neng)夠(gou)滿足(zu)客(ke)(ke)戶的各(ge)種需(xu)求。同時，STM32H5 還提供如安(an)全存儲(chu)(chu)、HUK、防(fang)側信道(dao)攻擊(ji)、對稱加密(mi)的加速(su)器（AES）和(he)非對稱加密(mi)加速(su)器（PKA）等功能(neng)。 如果客(ke)(ke)戶需(xu)要實(shi)現安(an)全啟(qi)動(dong)，STM32H5 自(zi)帶(dai)的安(an)全啟(qi)動(dong)軟件（boot ROM）可以直(zhi)接使用，不需(xu)要客(ke)(ke)戶自(zi)己(ji)開發安(an)全啟(qi)動(dong)模塊。此外(wai)(wai)，STM32H5 支持(chi) Secure Manager（安(an)全管理(li)器），能(neng)夠(gou)把安(an)全存儲(chu)(chu)服務(wu)(wu)、加解密(mi)服務(wu)(wu)、認證服務(wu)(wu)等都集成好，大部分(fen)的安(an)全功能(neng)也(ye)已經(jing)被 ST 覆蓋完成，讓(rang)客(ke)(ke)戶更容易(yi)實(shi)現信息(xi)安(an)全。
全新推出的低功耗MCU
STM32WBA是(shi)一(yi)(yi)款超低功耗、高安全性的(de)(de)(de)無(wu)線(xian)微(wei)控制(zhi)(zhi)器(qi)，主(zhu)要(yao)面(mian)向基于802.15.4的(de)(de)(de)BLE5.3、Zigbee、Thread以(yi)及基于Thread的(de)(de)(de)Matter產品，適用(yong)(yong)于相對短距離(li)的(de)(de)(de)通信。作為STM32微(wei)控制(zhi)(zhi)器(qi)的(de)(de)(de)年(nian)輕一(yi)(yi)代(dai)，STM32WB是(shi)第一(yi)(yi)款支(zhi)(zhi)(zhi)持2.4G雙核技(ji)術的(de)(de)(de)產品。它(ta)包括(kuo)一(yi)(yi)個(ge)運行無(wu)線(xian)協議棧的(de)(de)(de)M0內核和(he)一(yi)(yi)個(ge)運行應用(yong)(yong)程序的(de)(de)(de)M4內核，因此是(shi)一(yi)(yi)款雙核產品。存(cun)(cun)儲空間最高支(zhi)(zhi)(zhi)持1Mb內存(cun)(cun)和(he)256K RAM，并(bing)且支(zhi)(zhi)(zhi)持BLE5.3、Zigbee、Thread和(he)私有2.4G協議，所有協議都可以(yi)支(zhi)(zhi)(zhi)持多(duo)協議靜態和(he)動態并(bing)發。
意法半導體(ti) MDG中國(guo)區(qu)通用(yong)(yong)微控制器事業(ye)部無線(xian)產(chan)品(pin)市場經理于(yu)引表示(shi)，從制造工(gong)藝(yi)來說(shuo)，STM32WBA 采用(yong)(yong) 40nm 工(gong)藝(yi)，基于(yu) STM32U5 超低功(gong)耗(hao)平臺，可以支持(chi)更(geng)多的(de)低功(gong)耗(hao)模(mo)式。同時，雖然是無線(xian)產(chan)品(pin)，但還(huan)是繼(ji)承了 STM32 豐富和完(wan)整的(de)生態系統。
通過引入低功(gong)耗模(mo)式(shi)，STM32WBA可(ke)(ke)以(yi)使 WBA 比之前(qian)的藍牙產(chan)品(pin)提供更好的功(gong)耗表現(xian)，同時也使喚醒(xing)時間可(ke)(ke)以(yi)更快，整體(ti)性能上(shang)可(ke)(ke)以(yi)做一個提升(sheng)。此外，STM32WBA 還延長了數據存(cun)儲壽命，其中有 256KB 閃(shan)存(cun)擦寫次數達到 10 萬(wan)次，同時集成片上(shang)天線匹配電路，在工程設計中，整個物(wu)料成本可(ke)(ke)以(yi)做進一步的優化。
從MCU到MPU
MPU是Microprocessor Unit（微處(chu)理器(qi)單元）的縮寫，通常(chang)集成了處(chu)理器(qi)、存儲(chu)器(qi)和各種外(wai)設，以提供完(wan)整的微控制(zhi)器(qi)解決方(fang)案。與MCU相比，MPU更加(jia)強大，具(ju)有較(jiao)高的處(chu)理能(neng)力和靈活性(xing)，通常(chang)用于需要(yao)高性(xing)能(neng)、大規模(mo)存儲(chu)和復雜任務(wu)處(chu)理的應用，如(ru)智能(neng)家居、工業自動化、醫療(liao)設備、汽車電子、物聯網等領(ling)域。
其中(zhong)，MPU與MCU的(de)(de)(de)最大區別在(zai)于內存系統的(de)(de)(de)設(she)(she)計(ji)。通常，MPU采用分離的(de)(de)(de)存儲(chu)器，如Flash、SRAM、SDRAM等，同時支持外(wai)設(she)(she)接口，可以連(lian)接更多(duo)的(de)(de)(de)存儲(chu)器和(he)外(wai)設(she)(she)。而MCU則將存儲(chu)器和(he)外(wai)設(she)(she)集成(cheng)在(zai)一(yi)起(qi)，整(zheng)體封(feng)裝在(zai)一(yi)個芯片中(zhong)，以更小的(de)(de)(de)尺寸和(he)更低的(de)(de)(de)成(cheng)本來滿足簡(jian)單應(ying)用的(de)(de)(de)需(xu)求。
為賦能下一代智能設備(bei)，實現(xian)更安(an)全(quan)、低碳應用，MPU產(chan)(chan)品(pin)(pin)家(jia)族也迎(ying)來了新成(cheng)員(yuan)STM32MP13 MPU，該產(chan)(chan)品(pin)(pin)也是迄今(jin)為止(zhi)價格最實惠的STM32 MPU。
意(yi)法半導體 MDG中國區通(tong)用微控制器事(shi)業(ye)部微處理(li)器產品市場(chang)經理(li)霍(huo)筍(sun)表示，在(zai)(zai)易應用性方(fang)(fang)面(mian)，STM32MP13 在(zai)(zai)軟件上支持(chi) OpenSTLinux，并且擴展了(le)實時功(gong)能，即支持(chi) Linux-RT 的 X-40LINUX-RT 擴展包(bao)，此外還(huan)支持(chi)了(le) RTOS 和(he) Bare Metal，用戶可以方(fang)(fang)便的使用 STM32MP13 開(kai)發基于裸機(ji)和(he) RTOS 實時操(cao)作系統的應用；在(zai)(zai)硬件方(fang)(fang)面(mian)，提供所有(you)封裝系列 PCB 的參考設計(ji)；在(zai)(zai)安全(quan)方(fang)(fang)面(mian)，STM32MP13 里(li)面(mian)內(nei)置了(le)強大的安全(quan)功(gong)能，安全(quan)功(gong)能還(huan)通(tong)過(guo)了(le)行(xing)業(ye)相(xiang)關認證；在(zai)(zai)低(di)(di)功(gong)耗(hao)方(fang)(fang)面(mian)，STM32MP13 表現非常出(chu)色，尤其在(zai)(zai)各種低(di)(di)功(gong)耗(hao)模式下，比如在(zai)(zai)待機(ji)和(he) VBAT 模式下可以實現節(jie)能 90%以上。
不僅如此(ci)，STM32MP13 還通(tong)過了嚴苛的(de)工業級測試，可以支(zhi)持 10 年 100%的(de)運行(xing)時(shi)間。芯片結溫范圍最(zui)寬支(zhi)持-40到(dao)+125 度(du)。在系統性能方面，其內置 Cortex-A7 最(zui)高主頻可以達(da)到(dao) 1GHz，DRAM 支(zhi)持 533MHz 時(shi)鐘，而且(qie)有優(you)化的(de)內部互聯(lian)。
2021年時，意法半導體排名全球通用MCU第一名，這些增長和排名來自自己內部的有機增長，沒有任何大的收購和合并。如今，意法半導體已形成五大產品系列，20條產品子線，千款型號、I/O兼容，STM32大家族包含主流型、超低功耗、高性能、無線型MCU以及MPU，全面覆蓋各種應用需求。意法半導體亞太區微控制器和數字IC產品部（MDG）、物聯網/人工智能技術(shu)創新(xin)中心(xin)及(ji)數字營銷(xiao)副總裁朱(zhu)利安也表示，未來意法半導體將(jiang)積極擴(kuo)大產能，確保安全和靈活(huo)的供應鏈(lian)。
未來，隨(sui)著物聯(lian)(lian)網(wang)設備(bei)的(de)(de)普及和(he)(he)云連接(jie)、智能(neng)邊(bian)緣時(shi)代的(de)(de)到來，物聯(lian)(lian)網(wang)設備(bei)將(jiang)(jiang)變得更加(jia)智能(neng)、互(hu)聯(lian)(lian)和(he)(he)安(an)全(quan)。為了滿足這一(yi)(yi)趨勢，設備(bei)端需要(yao)更加(jia)智能(neng)的(de)(de)處理(li)能(neng)力和(he)(he)更安(an)全(quan)的(de)(de)連接(jie)方式，微控制器和(he)(he)數(shu)字IC產品(pin)(pin)的(de)(de)發展(zhan)方向也(ye)將(jiang)(jiang)更加(jia)注(zhu)重安(an)全(quan)性(xing)、互(hu)聯(lian)(lian)性(xing)和(he)(he)智能(neng)化。意(yi)法半導體也(ye)將(jiang)(jiang)迎來一(yi)(yi)個(ge)新時(shi)代，未來的(de)(de)STM32產品(pin)(pin)將(jiang)(jiang)主要(yao)聚焦于(yu)安(an)全(quan)性(xing)、無線連接(jie)和(he)(he)人工智能(neng)等領域，以滿足市場需求的(de)(de)不斷變化和(he)(he)升級。
