累计出货20亿的产品线迎来新旗舰，支撑STM32U5鼎力的三大根基

意法半导体的STM32 MCU版图中，目前共包括5个产品系列:主流MCU系列、超低功耗系列、高性能系列、无线系列及MPU。论起资历的话，超低功耗系列是仅逊于主流MCU系列的历史第二悠久的产品系列。

从2009年发布的STM32L1，到之后陆续发布的STM32L0、STM32L4、STM32L4+、STM32L5,意法半导体超低功耗产品线一直在演绎着超低功耗与产品性能完美结合的篇章。

日前，该产品线发布了最新的产品系列——STM32U5。从意法半导体中国区微控制器事业部市场及应用总监曹锦东和意法半导体中国区微控制器产品市场经理彭祖年的介绍不难看出，STM32U5的身份非同寻常，内核与工艺的全面升级、超低功耗新旗舰的定位、强劲的性能与丰富的配置，这些都表明STM32U5将是意法半导体超低功耗系列的新一代明星产品。

STM32U5可以说是集众多光环于一身：首款基于40 nm工艺的超低功耗STM32；首款通过Level 3认证的STM32 MCU；535 ULPMark-CP的低功耗表现；240DMIPS/651 Coremark的性能成绩。

“低功耗与高性能的完美结合”、“鱼与熊掌兼得”，这样的语言经常被用来形容之前STM32超低功耗产品。而自基于Cortex-M33的STM32L5发布，尤其是到了STM32U5，也许用三足鼎立更为适合。低功耗、高性能、安全，这三方面的优异表现犹如三足，牢牢撑起STM32超低功耗领域MCU的新旗舰。

与之前产品相比，STM32U5低功耗表现进一步提升，产品性能更加强大，安全性则是STM32U5带给用户的又一惊喜。这些用户的产品可能是智能流量计，可能是可穿戴，可能是医疗监护设备，也可能是POS支付终端……

意法半导体中国区微控制器事业部市场及应用总监曹锦东

意法半导体中国区微控制器产品市场经理彭祖年

LPBAM带来更优系统功耗特性

衡量低功耗系列的新旗舰，首当其冲的非低功耗表现莫属。STM32U5交出了一份亮眼的成绩单。下图所示是第三方EEMBC ULP Benchmark的测试结果，这个测试结果不仅仅包含了运行状态下对性能的评估，同时也将芯片在各种模式下面的功耗水平，综合地体现。彭祖年介绍，很多用户可能会比较关注超低功耗产品µA/MHz这样的参数，但这个参数在运行状态下，以及特定场景中针对CPU耗电量的评估，并不能代表一个系统整体的功耗水平。ULP Benchmark会针对不同的测试状况，去综合评估系统的运行性能、运行功耗、休眠状态和唤醒时的功耗。在一些测试的项目中，还会包括针对芯片外设功耗的评估。

优异低功耗表现来源于创新性的设计。STM32U5有一个比较特殊的功能，叫做低功耗后台的自主模式（LPBAM，Low Power Background Autonomous Mode）。彭祖年介绍，通常当芯片进入一个低功耗模式时，CPU是需要断电的，但产品外面可能还会搭载很多的传感器。这些传感器的数据可能会实时地输入到主控芯片这一侧来，通常情况下，这个传感器的数据传输是需要系统或CPU来进行一些操作，做一些数据处理的工作，但在STM32U5这款产品上，设置了一个独特的外设，可以将很多通用接口包括I2C、SPI、串口、ADC等这些外设上的数据，在不唤醒CPU的情况下，搬运至单片机内部一块SRAM4，大概有16kB的空间，当这些数据累计到一定数量时，再唤醒Cortex-M33内核进行一次性的批处理。通过这一独特设计，对于类似于经典数据采集以及唤醒处理的模型，差不多可以将CPU唤醒的次数变成原来的1/10。

此外，STM32U5还应用了许多先进且灵活的低功耗设计，为用户设计提供了更多功耗模式和更多省电小技巧。

卓越性能与丰富片上资源

作为首款基于40 nm工艺的超低功耗STM32 MCU，STM32U5主频相比前代产品STM32L5由110 MHz提高到160 MHz，性能也得到大幅提升。STM32U5系列已经达到了240DMIPS和651Coremark的性能评分。同时，为了进一步去挖掘芯片性能的潜力，意法半导体在STM32U5上还设计了像数学运算加速器、ART加速器这些单元，以辅助和加速整个芯片内部运算系统的效率。

STM32U5目前是超低功耗系列的旗舰产品， Flash 配置相对于前代产品更为充足和丰富，以满足用户需求。STM32U5系列会覆盖到从128 KB一直到4 MB的Flash范围，目前已经发布的STM32U5家族当中第一个成员STM32U575和STM32U585基本覆盖了512 KB以上一直到2 MB 的Flash需求的空间。未来还会推出更大容量版本的STM32U5系列，以及更小更精简的低成本STM32U5的产品。

此外，针对下一代感测和跟踪应用，STM32U5系列产品还提供了先进的高速14位模数转换器(ADC)。并采用多功能数字滤波器(MDF)和音频数字滤波器(ADF)取代了意法半导体久经考验的Sigma-Delta调制数字滤波器(DFSDM)。极大提高了声音检测功能，通过提高声音活动检测性能，这些功能让用户能够将AI集成到基于低成本、低功耗微控制器的应用场景。

双管齐下：信息安全+功能安全

随着嵌入式设备、工业设备及个人消费电子日益增长的智能化和联网需求，安全则成为MCU越来越重要的性能。安全性则是STM32U5的重要考量。

彭祖年介绍，在安全方面，STM32U5设计了层层的保护。首先，它是基于Cortex-M33的内核，天生支持TrustZone这样的隔离架构，但在STM32U5这款产品上，单单内核的隔离或TrustZone的支持是不够的。意法半导体针对于产品内部的存储、总线以及外设都做了隔离配置的设计。除了隔离之外，STM32U5还增加了更多的安全加密的功能，以及全程可控的多层保护状态机。存储保护方面也做了全新的更新，针对内部存储防篡改，增加了OTP这样的空间，还有更多的主动式防侵犯的active tamper的设计等。在这样的完整的安全设计下，STM32U5的Secure Boot安全启动也可以让用户的安全架构设计能够获得不可变的稳定的信任根。最终，STM32U5通过PSA Level3的认证。这也是目前所有STM32产品当中首款可以通过三级安全认证的产品。

超低功耗MCU上实现超高的性能，加上强大的安全功能，意法半导体以STM32U5又一次诠释了超低功耗MCU的新高度。创新始终是其中的核心要素。正如曹锦东总监所说：“ST在2007年发布第一个STM32到现在，我们一直秉承‘释放你的创造力’这个slogan，来驱动我们产品的发布，以这种创意的方式和我们的用户有多种形式的沟通。我们希望这个创新不仅体现在意法半导体自己的产品设计里，也会体现在帮助客户做创新的设计。”