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【经验分享】新一代超低功耗STM32U5,到底有啥亮点?

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STMCU小助手 发布时间:2022-1-3 10:00
在今年年初(2021年2月25日),ST官方宣布推出了全新超低功耗系列STM32U5,内核采用Arm Cortex-M33,动态功耗低至:19μA/MHz,采用 40nm 工艺制程。7 S; F. z) g0 Y0 g7 ?

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, k: P, F7 Z8 }7 I) G# A  v1 p) Z  W2 j5 W) q. a
从STM32Lx到STM32U5

" N0 [% ]' T# ?/ C! C+ M. U- P
STM32Lx系列为STM32早期的超低功耗系列MCU,最早的一款STM32L系列为STM32L1,于2009年发布。
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STM32Lx系列前后推出了STM32L1、 STM32L0、 STM32L4、 STM32L4+、 STM32L5等几个系列,多种型号的低功耗MCU。2 e. J! x; `) Q# i" @, @* v

2 `7 M8 Z7 g: h* q% Q8 N1.STM32L1/ |2 e9 u7 u, e- V) |0 l/ R8 J

, p3 _; @% L* Y, N( w" pSTM32L1于2009年推出,采用 Cortex-M3 内核,最高主频32MHz,超低功耗模式低至:280nA,动态功耗低至:177μA/MHz。
2 M7 ^6 R+ ?8 Z/ z! p( P
2 _' @$ `) w( R- C/ h* J+ f/ U2 E9 LSTM32L1进一步分为:STM32L100(低价)、 STM32L151、 STM32L152(支持LCD)、 STM32L162(支持LCD和AES-128)等四个系列:
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8 g- S% A1 ]0 C" a参考地址:
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$ u; h+ D5 U6 x: E; Yhttps://www.st.com/en/microcontr ... stm32l1-series.html
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# b% E& A  t+ y) S2.STM32L0: J8 G' u( ]+ g" }( C7 n: R0 M. v, G

* T5 D1 L+ D0 @2 I. I7 A( Z' N1 F/ RSTM32L0于2014年推出,采用 Cortex-M0+ 内核,最高主频32MHz,超低功耗模式低至:230nA,动态功耗低至:49μA/MHz。; B9 V, T, u! |9 f. G) x7 E
8 A) Y) s+ b7 L3 h7 A$ i+ |2 Z( Q
STM32L0进一步分为:STM32L0x0、 STM32L0x1、 STM32L0x2、 STM32L0x3等四个系列:
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1 }; j  y. @- I. Q! F参考地址:) Y% n+ _) }% u# c5 W

5 |9 n6 s9 T9 u+ K# R9 T0 xhttps://www.st.com/en/microcontr ... stm32l0-series.html
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3.STM32L40 y+ ]: [& s7 X, C% F
$ ]+ B0 u' }& F- O& J6 V
STM32L4于2015年推出,采用 Cortex-M4 内核,最高主频80MHz,超低功耗模式低至:8nA,动态功耗低至:28μA/MHz。
! K; m0 M, ^5 C- Y6 X" X; {- q+ d$ h
STM32L4进一步分为:STM32L4x1、 STM32L4x2、 STM32L4x3、 STM32L4x4、 STM32L4x5、 STM32L4x6等六个系列:2 N) C4 w& p( s9 f9 o' t

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5 ^1 e' L) c& E2 r6 z9 r8 B7 d参考地址:4 d& w% `) C1 A9 Y

$ n+ Q" @! F+ K  l) Xhttps://www.st.com/en/microcontr ... stm32l4-series.html
% q, A/ d) g5 e* s: }4 p6 n0 _7 E$ b# Z5 e1 Y  Q7 l" R
4.STM32L4+
2 e  H: A, \& z1 r+ S
5 S5 S( ?- K1 C+ `' y
STM32L4+于2017年推出,采用 Cortex-M4 内核,最高主频120MHz,超低功耗模式低至:20nA,动态功耗低至:41μA/MHz。. \# {6 L) o) H

2 h5 e" z& N2 ?0 \. r" K) O" ~; _2 ySTM32L4+进一步分为:STM32L4P5/Q5、 STM32L4R5/S5、 STM32L4R7/S7、 STM32LR9/S9等四个系列:0 v/ j5 z' c( e, q$ S
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9 Y( U& ?# F% u/ E6 h

6 J8 l7 O9 q& ?5 q0 F4 w参考地址:* q0 g7 d3 H8 ]- S3 P6 Y

5 W: `3 O) Q$ S- A3 Ehttps://www.st.com/en/microcontr ... l4-plus-series.html# E2 |& |4 P+ J: K: o
( ]) G) N, U5 m6 Y# i
5.STM32L5
; u  ]% Q7 S$ R) n$ C4 a" e1 h" C3 t; N( \9 G
STM32L5于2019年推出,采用 Cortex-M33 内核,最高主频110MHz,超低功耗模式低至:17nA,动态功耗低至:62μA/MHz。
7 y: S5 p* n- b* u
0 M, s, d9 R9 h; a1 @9 U& N) p0 KSTM32L5进一步分为:STM32L552、 STM32L562等两个系列:
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https://www.st.com/en/microcontr ... stm32l5-series.html* Y5 \% w: a$ c" m; D& \6 h' }% i9 C5 R
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6.STM32U5
8 O8 H9 H" u8 k
! F& r" h5 ]9 P9 Y8 jSTM32U5于2021年推出,采用 Cortex-M33 内核,最高主频160MHz,超低功耗模式低至:110nA,动态功耗低至:19μA/MHz。
8 ]4 P/ d; }6 U# r, c( w
! q' A- Q) x* s* O$ HSTM32U5进一步分为:STM32U575、 STM32U585等两个系列:3 h: q# q$ g4 L1 U" f+ r( ]' J
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8 D8 A! i. B* D
5 G- Q2 g& R( K( Y8 W参考地址:3 a: n' f  R  Q" I
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https://www.st.com/en/microcontr ... stm32U5-series.html2 |: r) O: M0 _# `. ?! Q8 F: _) U

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6 j) W8 s* q9 Z# x0 J0 f
5
' |9 J+ h# r: A  i( i1 i( [1 n: o3 ^6 \8 R7 n
STM32U5亮点
- j% b* m, v/ Y5 m" A- k
" B9 H% M2 m& s/ t
STM32U5相对前面传统的STM32Lx系列低功耗MCU具有很多差异的地方。
7 Q1 @' g; U  j4 M; n
5 \/ _! R( U  g2 e9 O5 N亮点一:40nm工艺制程
2 W) T0 h8 A- Z+ h/ T- M! f
! f& |3 m* T. T) K. \+ T7 @! x以前的STM32采用90nm工艺制程,此次STM32U5采用40nm工艺。- P6 V% o" i0 P4 T. K3 N" B

+ H% x% c) ]! B. i越先进的工艺代表着功耗性能越好,这也是为什么STM32U5动态功耗可以低至 19μA/MHz 的原因。( j9 `8 y/ U. x5 P
) d4 O/ w: M$ s+ m3 r# F! w- X
亮点二:主频160MHz

; Y7 n3 d7 x; {* m+ @* R! _" }
2 |2 G$ V# y& F( s( i* y. M) C" ?# |以前STM32Lx系列低功耗MCU主频相对较低,STM32Lx系列中STM32L4+最高主频才120MHz。
8 b! Y( D* V# e5 H/ `( C7 W! m6 [4 j
STM32U5拥有240个DMIPS和651个CoreMark得分的高性能。
) ~! x) w" U4 Q' Q2 b7 A, m9 a$ I3 @; @- Z3 [- ^
在产品功能越来越多、越来越丰富的今天,需要处理更多的事件,因此主频越高,代表其性能越高。3 A$ ~! @( t) [' \5 p  @) D2 S

! Q; k' R1 R7 L) L' o0 b亮点三:更强的Flash
) ?6 ?4 Y: B( X! D  q+ I+ O

/ k' r" b; G7 t" Y+ Q3 _STM32U5采用更高密度的晶体管,同时,采用更先进技术,使Flash寿命更长。- o+ L6 y9 e$ I. v% O# Y' t

% Z$ C6 g1 [7 ^3 s7 R" b$ H4 ?; O换句话说,同样单位面积Flash容量更大,STM32U5将支持高达4M Flash容量。
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- \1 g* F4 y, J亮点四:TrustZone技术
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STM32U5采用 Cortex-M33 内核,自身带有 TrustZone 技术。) V( Z! V0 k. p( l0 U* ~  v, i
9 V0 h* t  W' o. E- f# l
TrustZone是一种基于ARMv8内核实现的一种安全技术,依靠TrustZone,可以使MCU启动、固件更新更安全。同时,结合STM32Trust、Microvisor等一些技术,MCU将适合更多安全较高的场合。6 j0 I& ?( ?0 U* J+ {. o. o$ f

, q0 b: R% p# m2 X, R# O虽然ARMv9架构已发布,具有更多功能,但目前ARMv7、v8才是主流。  C+ l8 Y9 e# j5 D) k8 ?" m
4 l7 k1 k+ a; k1 Y1 A
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, X9 V" I# u+ P

& K+ K  e8 |4 I( \& G* k3 _& X这里可以通过文章《认识ARM、Cortex-M内核,以及ARMv8-M架构》进一步了解ARM内核和架构。
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8 X9 E( i7 H5 N( l3 ]5 E7 }亮点五:更强模拟、数字技术' F0 B- o: P9 M% Q

& t, ^: D2 Y! N2 t8 L* ^STM32U5支持14位高速ADC,同时,支持数学加速器(FMAC和CORDIC),用于提升改善电机控制和数字电源的应用。. z8 Z- u! X, d3 A9 ^1 k
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亮点六:更多亮点
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STM32U5对以前STM32Lx低功耗芯片做了全面升级,采用更新技术,功能更强。4 E1 s- w! L$ |- d$ _9 U
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