2015年5月,意法半导体(ST)在北京宣布推出STM32L4系列MCU,根据当时EEMBC (Embedded Microprocessor Benchmark Consortium 嵌入式微处理器基准评测协会)网站的报告显示,STM32L4系列微控制器获得了150.7分ULP-Mark。两年后,ST带来了新一代超低功耗微控制器STM32L4+,其中,“L”仍旧代表超低功耗设计;“4”代表高性能Arm Cortex-M处理器内核;“+”则表示最新产品设计具有更高的计算性能、更大存储容量、更丰富的片上功能、更高效的高性能图形处理功能。

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更强的图形处理能力

STM32L4+的运算性能被提升到了150DMIPS(233ULPMark-CP),最高运行频率达到120MHz,可用作健康手环、智能手表、小型医疗设备、智能表计、智能工业传感器等各种产品的中央控制器。

更强的图形处理性能是STM32L4+的亮点之一,Chrom-ART Accelerator(DMA2D)技术和Chrom-GRC图形存储管理器则是实现该功能的两大技术支柱。意法半导体微控制器产品部STM32产品线经理Bertrand DENIS解释说,Chrom-ART Accelerator可接管具有重复性的2D图形计算功能,让主CPU为其它重要任务释放更多资源。在一项演示中,当开启Chrom-ART Accelerator时,CPU使用率为11%,而当关闭后,CPU使用率就上升为84%。该技术可以执行2D图形数据复制、图形透明和alpha-blending混合运算,以及像素格式转换,处理速度比主CPU快一倍。节省下来的CPU周期可分配给与图形运算同步进行的实时处理任务或用于处理更复杂的图效算法。

而Chrom-GRC图形存储管理器则可让用户像处理方形显示器一样处理圆形显示器,将图形处理负荷降低20%。虽然圆形显示器与方形显示器的存储器管理方式相同,但是圆形显示器因处理不显示像素而浪费存储器空间,STM32L4+ Chrom-GRC只处理有效像素,能够更高效地管理存储器资源。

STM32L4+的片上大容量存储器包括640KB SRAM和2MB双区闪存,这也是当前超低功耗微控制器市场上容量最大的配置,目前可支持最高400X200 24bpp MIPI-DSI圆形显示器,或是最大4英寸的WQVGA 16bpp TFT显示器。增强的存储器功能包括两个8线SPI端口,使用这两个单线/双线/四线/八线SPI或HyperBus接口连接闪存或SRAM存储器,可以用较低的成本提高代码执行和数据存储速度。

超低功耗

FlexPowerControl是ST应用于微控制器产品的低功耗技术,不但可以保护包括SRAM内容和I/O引脚状态在内的重要数据,还提供数个独立的电源域和可编程的高精度时钟。其中,电源域确保功耗在每个电压调节和关断模式下都尽可能最低,可编程高精度时钟可以节省外部元器件,当低频率运行时最大限度降低功耗。此外,新产品还提供七个主要低功耗模式,每个模式下还有子模式选项,在低功耗、短启动时间、可用外设、可用唤醒源方面优化系统。在这些功耗模式中,关机模式将电流降至仅有20nA。STM32L全系产品还支持批处理模式,在主CPU关闭时,可在低功耗时高能效地采集并存储数据。

ST17113002 EEMBC ULPBench超低功耗测试成绩

ST17113003 STM32L4+功耗参数

数字智能外设

STM32L4+的数字和模拟功能包括USB Host、USB Device、USB OTG;17个定时器(用于电机控制等功能);数字通信接口(包括SPI、SAI、CAN)和高速数字滤波器(用于信号处理)。模拟外设包括高速模数转换器(ADC)、数模转换器(DAC)和高精度基准电压源、比较器。所有功能都是为在任何工作模式下最大化能效而设计,例如在两次采样捕获间隔时关闭转换器。STM32L4+系列产品还有高温版,最高工作温度达到125°C,可用于散热性能不好的密闭空间。

ST17113004 表计智能外设

ST17113005 手环智能外设

生态系统

STM32L4+系列的生态系统包括144引脚 STM32L4+ Nucleo开发板(NUCLEO-L4R5ZI),这款板子有 Arduino Uno V3和ST morpho扩展接口,无探针调试。

STM32L4+探索套件(STM32L4R9I-DISCO)的功能则更丰富,用户在这块板子上可以开发并共享应用,板载24 bpp圆形LCD显示器(1.2英寸,390x390像素)、16-Mbit PSRAM和512-Mbit 8线SPI闪存接口、MEMS麦克风和音频编解码器,在各种应用中提高音频性能。Arduino、Pmod和STMod+接口为用户提供更多的扩展连接选择。

STM32L4+评估套件(STM32L4R9I-EVAL)是一整套演示开发平台,用于评估微控制器的全部外设和创建应用。

相关的嵌入式软件和开发工具基于意法半导体的经济且好用的STM32Cube平台,其中包括STM32CubeMX初始化代码生成器和有功耗计算功能的配置器、内容丰富的STM32CubeL4软件包。

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