工業自動化正如火如荼的發展當中。所謂的工業自動化，即是將工廠設備互聯，以提高過程控制系統的效率和可靠性。這會反過來降低成本、提高質量、增加靈活性、減少環境影響。
而要實現工業自動化，半導體可說是關鍵的推動因素，而工業用微控制器（MCU），更是其中不可或缺的元件，扮演小兵立大功的角色。而在工廠自動化和工業應用產品的設計和製造方面擁有 30 多年的經驗的意法半導體（STMicroelectronics），則是透過最完善的產品線、高可靠度、產品生命週期長達 10 年等優勢，協助開發人員應對設計挑戰的解決方案，打造未來工廠。
因應工業市場，ST 持續針對市場變化與用戶需求，不停強化 STM32 產品系列。意法半導體亞太區資深產品行銷經理楊正廉表示，客戶最需要的產品，除了要有可靠度、長生命週期之外，容易開發是一大重點，以讓工控操作更簡單；而這些需求，意法半導體透過完善的 MCU 產品線就可以滿足。
高速運算 MCU 滿足數位電源、AIoT 應用
現在的工業應用除了愈來愈強調智慧化之外，數位電源應用也與日俱增，以實現更好的電源控制效率。為此，ST 特地推出了 STM32G4 MCU，添加了新數學加速器，使其具備更快的運算速度、更佳的精確度，進而提升電源使用效率。
▲ （Source：意法半導體）
STM32G4 的特色在於，除了有基於 170MHz 的 Arm Cortex-M4 高速內核心之外，還具有浮點單元和 DSP 擴充指令集支援功能，在性能測試上，能有著213DMIPS 和 550 CoreMark 的成績。同時還具備多達 5 個 400 萬次/秒的 12 位元類比數位轉換器（ADC）、多達 6 個高速、高增益頻寬運算放大器，以及多達 7 個通道，1,500 萬次/秒 12 位元數位的類比轉換器（DAC）。
更值得一提的是，STM32G4 還導入濾波演算法加速度器（Filter-Math Accelerator, FMAC）和 CORDIC 專用引擎，以滿足數位電源應用需求。數學運算加速器專門用於加快運算速度，例如，在家電或空調中所採用的節能馬達控制演算法中之三角函數計算，以及訊號調節或數位電源控制演算法中的濾波演算法，運算速度相較通用主處理器更快，且效率更高。此外，這種減負方式還可讓內核心釋放更多資源，用於接收更多感測器資料和控制其他功能。
除了 STM32G4 之外，因應人機介面設計，以及未來 AI+IoT 趨勢，ST 也推出雙核 MCU「STM32H7」，其特色不只搭載了 Cortex-M7/M4 核心，內嵌式的快閃記憶體設計有別於市面上 MCU 加掛快閃記憶體的方式，其擁有更大的儲存空間，得以實現更多創新應用。
據悉，STM32H7 單核系列採用 Arm Cortex-M 系列中性能最高的Cortex-M7 （550MHz） 內核。此外， STM32H7雙核系列則採用Cortex-M7（480MHz）內核，加上一顆 240MHz Cortex-M4（240MHz） 內核，讓開發人員可以輕鬆升級來彈性地使用這兩個核心。以馬達控制為例，可將以往在 Cortex-M4 單核心 MCU 上的原始程式碼移轉到 STM32H7 中的 Cortex-M4 上，並由 Cortex-M7來執行更先進且複雜的圖形化使用者介面。另一個例子是可減低主處理器的密集型工作負荷，例如，神經網路、校驗和、DSP 濾波器或音訊編解碼，提升執行效能。
楊正廉指出，STM32H7 定位適合高階應用，可說是「高貴不貴」的產品。主要除了滿足工業應用的人機介面設計外（愈來愈多機台上面有觸控面板），其餘像是數位儀表、智慧家庭中的觸控面板等，都可以使用。另外，為了提供客戶更多的選擇，ST 除了 STM32H7 之外，還有 STM32F7，同樣能滿足人機介面的設計需求。
不僅持續更新產品，ST 也積極強化生態系和資安防護
不僅擁有最完善的 MCU 產品線，ST也透過 STM32Cube 開發軟體，積極建構 MCU 生態系統。STM32Cube 生態系統整合了 STM32CubeMX 與 STM32CubeIDE，更包含 STM32CubeProgrammer 的程式碼燒寫器和 STM32CubeMonitor 系列的程式碼執行監控器，為 STM32 開發人員提供更大的靈活性。
▲ 意法半導體為 STM32Cube 生態系統新增功能，提升軟體開發效率。（Source：意法半導體）
同時，ST 近日也宣布對 STM32Cube 軟體開發生態系統進行軟體更新，使用者能更輕鬆地篩選軟體範例，收集和使用開發工具，自訂、使用和分享 STM32Cube 擴充套裝軟體。
這些更新為 MCU 配置和專案設定工具（STM32CubeMX version 6.0）以及 STM32CubeIDE v1.4 multi-OS C/C++ 開發平台帶來新的強化功能。現在，這兩個工具可直接存取最新的 STM32Cube MCU 套裝軟體和擴充包，其中包含執行 STM32 微控制器和外部周邊，以及感測器或通訊介面等外部元件所需的軟體。此外，使用者還可以直接從大量軟體範例中任選一個開始專案開發，同時透過兩個工具輕鬆查看軟體範例。
楊正廉強調，MCU的數量做得再多，如果沒有結合生態系，其實很難推展；這就像手機，如果手機做得再好，沒有好的App配合的話，也難以滿足使用者需求。所以，STM32Cube 其實就是一個「海納百川」的概念，打造一個開放場域，讓客戶的產品與 ST 的生態系統結合得更完整，讓使用者更易於使用。
而在持續推出新品，滿足客戶需求之餘，ST 也十分關注資安的重要性，特別是在這個聯網化的時代。因此，STM32 產品系列都還有各種資安防禦功能，像是 SBSFU 安全啟動，即每次執行使用者應用程式前，均會檢查代碼的真實性和完整性，避免惡意程式運行，藉此保護空中下載（Over the Air，OTA）升級和補丁時的安全。其餘的像是亂數產生器、密碼加密演算、加解密演算、韌體更新等安全功能，提供最安全的防護機制，達到客戶所需的資安防護需求。
（首圖來源：科技新報）
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October 14, 2020 at 10:22AM
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