意法半导体新款STM32L4微控制器突破超低功耗应用的性能极限

 意法半导体(STMicroelectronics)整合其超低功耗微控制器技术与在ARM® Cortex®-M4内核领域积累的多年丰富经验，成功创造出适用于下一代节能型消费电子产品、工业、医学和计量产品的STM32L4系列微控制器。

两款新系列产品STM32L476和STM32L486基于运算频率80MHz的ARM Cortex-M4处理器内核，内置浮点运算单元(FPU, floating-point unit)可支持DSP指令。意法半导体的自适应实时加速器(ART Accelerator Adaptive Real-Time Accelerator)是新系列微控制器的另一个附加优势，使微控制器能够在无等待状态下执行闪存内的代码，处理性能高达100 DMIPS，而功耗仅为100µA/MHz。高达1MB的双区(dual-bank)闪存可支持复杂应用和读写同步功能，并提供一个128KB的静态随机存取存储器(SRAM, Static Random-Access Memory)。

 

STM32L4微控制器充分利用意法半导体丰富的低功耗技术，包括根据不同处理需求调整功耗的动态电压调整、内置FlexPowerControl的智能架构和有7个子模式选项的电源管理模式，其中包括停机、待机和最低功耗30nA的关机模式。意法半导体的批量采集模式(BAM, Batch Acquisition Mode)能使处理器在低功耗模式下仍可与通信外设高效交换数据。

在嵌入式微处理器基准评测协会(EEMBC, Embedded Microprocessor Benchmark Consortium)发布的标准化ULPBench®超低功耗微控制器能效对比评测中，STM32L4系列微控制器获得123分的业内最高成绩。意法半导体微控制器产品部总经理Michel Buffa表示：“STM32L4获得123分ULPBench测试成绩是今天业内最好的测试成绩，这说明现在的设计人员无需以牺牲功耗为代价，便可以得到更高的性能和更大的存储容量。”

低总体功耗，Cortex-M4的高性能表现和DSP功能，智能模拟功能，以及丰富的数字接口功能，这些特性使STM32L4系列非常适用于智能联网(smart connected)和物联网(IoT)产品应用，以及各种工业、医疗和消费性电子产品。

STM32L4现已接受大客户订购样品，预计于2015年第二季度量产。STM32L476采用LQFP64封装。

技术细节：

能够实现能效和性能最大化，并同时确保低功耗，除整合低功耗的制造技术外，STM32L4还受益于智能架构与通信外设。数字外设包括一个带有专用电源的USB全速(OTG, On-The-Go)控制器，即使系统电源只有1.8V，客户仍可通过USB保持通信。另一个数字外设是Sigma-Delta调制器数字滤波器(DFSDM, Digital Filter for Sigma-Delta Modulator)，可用于连接外部Sigma-Delta调制器或脉宽密度调制(PDM, Pulse Density Modulation)麦克风。

模拟外设包括三个12位/5MSps的模数转换器，内部智能操作功能可支持两种不同的采样速率：低速采样功耗仅为数十微安(μA)，能够限制最大电流;高速采样可使处理器快速返回超低功耗模式。这些模数转换器提供最高16位的分辨率和硬件过采样功能。参考电压缓冲器通过VREF+引脚为模数转换器、数模转换器或外部元器件提供基准电压信号。此外，当微控制器进入深度睡眠的节能模式，总体电流降至数百个微安时，两个具有采样和保持功能的12位数模转换器仍会照常工作。其它模拟外设包括两个功耗仅为300nA的超低功耗电压比较器以及两个运算放大器，运算放大器具有内外部反馈路由(feedback routing)和可编程增益放大器(PGA, Programmable-Gain Amplifier)功能。

STM32L4智能架构使微控制器能够在内核、DMA控制器、存储器和外设之间并行传送数据和指令，进一步提升性能和能效。FlexPowerControl是智能架构的另一个优势，有助于实现节能省电设计，当微控制器处于低功耗模式时只保留I/O电平，使SRAM保持待机状态，管理特定外设与I/O端口的独立电源。

STM32L486集成了一个符合高级数据加密标准(AES, Advanced Encryption Standard)的256位硬件加密协处理器，结合STM32L4的其它功能，例如独立电池备用域及防篡改输入功能，该加密处理器为智能电表等安全型应用提供一个强大的产品平台。

为解决散热性能对某些应用的挑战(例如在封闭或高温环境中使用微控制器)，意法半导体还推出了工作温度高达125°C的微控制器产品。