STMicro STM32C5 : ไมโครคอนโทรลเลอร์ Cortex-M33 144 MHz พร้อม Flash 1MB, SRAM 256KB, Ethernet, CAN Bus

อย่าสับสนกับ STM32U3B5/C5 ไมโครคอนโทรลเลอร์ประหยัดพลังงานพิเศษ (ultra-low-power) ที่เพิ่งเปิดตัวไป, โดย STM32C5 เป็นตระกูลไมโครคอนโทรลเลอร์ระดับเริ่มต้น ที่ใช้แกนประมวลผล Arm Cortex-M33 ถูกออกแบบมาสำหรับการใช้งาน เช่น เซ็นเซอร์อุตสาหกรรม, อุปกรณ์สมาร์ทโฮม, กุญแจอิเล็กทรอนิกส์, เทอร์โมสตัท, อุปกรณ์สวมใส่, แอคชูเอเตอร์ของหุ่นยนต์ และอุปกรณ์ต่อพ่วงคอมพิวเตอร์

ไมโครคอนโทรลเลอร์เหล่านี้ผลิตด้วยกระบวนการ Flash ขนาด 40 นาโนเมตร ของบริษัท STMicroelectronics ทำงานที่ความถี่สูงสุด 144 MHz พร้อมหน่วยความจำ Flash ตั้งแต่ 128 KB ถึง 1 MB และ SRAM สูงสุด 256 KB โดยมีการใช้พลังงานแบบไดนามิกต่ำกว่า 80 µA/MHz คุณสมบัติเด่นของไมโครคอนโทรลเลอร์ในตระกูลนี้ ได้แก่ Ethernet, USB, OctoSPI, CAN bus, DMA อุปกรณ์ต่อพ่วงภายในหลายชนิด เช่น ADC, Comparator และ Op-Amp ด้านความปลอดภัยก็ได้รับการปรับปรุงเช่นกัน โดยซีรีส์นี้ถูกออกแบบให้รองรับมาตรฐาน SESIP Level 3 และ PSA Certified Level 3 ผ่านฟีเจอร์ต่าง ๆ เช่น ระบบเข้ารหัสที่ทนต่อการโจมตีแบบ Side-Channel, กุญแจฮาร์ดแวร์เฉพาะตัว (Hardware Unique Keys – HUK) และ Coupling and Chaining Bridge (CCB) สำหรับการจัดเก็บกุญแจเข้ารหัสอย่างปลอดภัย

คุณสมบัติและสเปกหลักของ STM32C5 :

• MCU core
  • Arm Cortex-M33 32-bit CPU @ 144 MHz พร้อม FPU แบบ single-precision, ชุดคำสั่ง DSP และ MPU
  • ประสิทธิภาพ – สูงสุด 593 CoreMark (4.12 CoreMark/MHz)
• Accelerators
  • CORDIC coprocessor สำหรับคำนวณฟังก์ชันตรีโกณมิติ
  • ART accelerator ช่วยให้รันโค้ดจาก Flash แบบ 0 wait-state
• หน่วยความจำ / การจัดเก็บข้อมูล
  • SRAM
    • 64 KB (STM32C531 / STM32C542)
    • 128 KB (STM32C55x / STM32C562)
    • 256 KB (STM32C59x / STM32C5A3)
  •  Flash
    • 128 KB ถึง 256 KB (STM32C531 / STM32C542)
    • 256 KB ถึง 512 KB (STM32C55x)
    • 512 KB (STM32C562)
    • 512 KB ถึง 1 MB (STM32C59x)
    • 1 MB (STM32C5A3)
  • รองรับ ECC สำหรับ Flash และ SRAM
  • User/Data Flash 64 KB สำหรับจำลอง EEPROM
  • OTP Memory 4.5 KB (เขียนได้ครั้งเดียว)
  • อินเทอร์เฟซ Octo-SPI สำหรับหน่วยความจำภายนอก (เฉพาะ STM32C59x / STM32C5A3)
• อุปกรณ์ต่อพ่วง (Peripherals)
  • สูงสุดo 118x ขา I/O พร้อมอินเทอร์รัพท์ (รุ่น STM32C53/C542 มีสูงสุด 52 I/O)
  • Ethernet MAC พร้อม DMA (เฉพาะ STM32C59x / STM32C5A3)
  • USB – USB 2.0 Full-Speed host/device
  • Audio – 3x พร้อมรองรับ I2S
  • ขา I/O แบบ Low speed
    • 2x I2C FM+(1 Mbit/s), SMBus/PMBus
    • 1x I3C (SDR), รองรับโหมด I2C FM+
    • 4x USARTs และ 3x UARTs, 1x LPUART
    • 3x SPIs
    • CAN FD controllers
      • 0–1× (STM32C55x / STM32C562)
      • สูงสุด 2× (STM32C531 / STM32C542 / STM32C59x / STM32C5A3)
  • DMA
    • 2× LPDMA controllers
    • สูงสุด 16 ช่อง (8+8 รุ่นระดับสูง ; 8 หรือ 12 รุ่นขนาดเล็ก)
  • อุปกรณ์ต่อพ่วงอนาล็อก
    • ADC
      • 1x ADC 12-บิต (STM32C531 / STM32C542)
      • 2x ADC 12-บิต (STM32C55x / STM32C562)
      • 3x ADC 12-บิต (STM32C59x / STM32C5A3)
      • สูงสุด 28 ช่องภายนอก
      • ความเร็วสูงสุด 4.5 MSPS (Dual Interleaved Mode)
    • DAC
      • 2x DACs (STM32C531 / STM32C542)
      • 1x DAC (STM32C55x / STM32C562 / STM32C59x / STM32C5A3)
      • Analog comparator (1–2 ตัว)
      • Operational amplifier (เฉพาะ STM32C531 / STM32C542)
  • สูงสุด 17x timers และ 2x watchdogs
    • 2x 16-bit advanced motor‑control
    • General-purpose timers
    • Basic timers
    • Low-power timer
    • SysTick timer
    • 2× watchdog timer
    • RTC พร้อมปฏิทิน ฮาร์ดแวร์ อะลาร์ม และการปรับเทียบ
    • สงสุด 4× Timer 32-บิต รุ่นระดับสูง
• ระบบความปลอดภัยและการเข้ารหัส
  • True Random Number Generator (TRNG)
  • HASH accelerator (SHA-1 / SHA-224 / SHA-256)
  • AES accelerator (STM32C542 / STM32C562 / STM32C5A3)
  • Dual AES พร้อมการป้องกัน DPA (STM32C5A3)
  • PKA (Public Key Accelerator) (STM32C5A3)
  • ECDSA signature verification (STM32C59x)
  • Hardware Unique Key (HUK) (STM32C59x / STM32C5A3)
  • 96-bit unique device ID
  • RDP security lifecycle scheme
• ระบบสัญญาณนาฬิกา (Clock)
  • Oscillators ภายใน
    • 144 MHz HSI (ความแม่นยำ ±1% ที่อุณหภูมิ −20°C ถึง 130°C)
    • PSI (160/144/100 MHz)
    • 32 kHz LSI
  • Oscillator ภายนอก
    • 4–50 MHz HSE
    • 32.768 kHz LSE
• การดีบัก – Serial-wire debug (SWD), JTAG, Embedded Trace Macrocell (ETM) และอื่นๆ
• แรงดันไฟ – 2.7 V – 3.6 V
• การจัดการพลังงาน – Embedded regulator (LDO)
• แพ็กเกจ – ทุกรุ่นเป็นไปตามมาตรฐาน ECOPACK2 และข้อกำหนด RoHS+
  • UFQFPN20 – 3 x 3 มม. (STM32C53x, STM32C542)
  • TSSOP20 – 6.5 x 4.4 มม. (STM32C53x, STM32C542)
  • UFQFPN24  – 4 x 4 มม. (STM32C53x, STM32C542)
  • LQFP32 – 7 x 7 มม.  (มีในทุกรุ่นของซีรีส์นี้)
  • LQFP48  – 7 × 7 มม. (มีในทุกรุ่นของซีรีส์นี้)
  • LQFP64 – 10 × 10  มม. (มีในทุกรุ่นของซีรีส์นี้)
  • UFQFPN48 – 7 x 7 มม. (มีในทุกรุ่นของซีรีส์นี้)
  • UFQFPN32 – 5 x 5 มม. (มีในทุกรุ่นของซีรีส์นี้)
  • LQFP80 – 12 x 12 มม. (STM32C55, STM32C562, STM32C59, STM32C5A)
  • LQFP100 – 14 × 14 มม. (STM32C55, STM32C562, STM32C59, STM32C5A)
  • LQFP144 –  14 x 14 มม. (STM32C59x, STM32C5A3)
• ช่วงอุณหภูมิการทำงาน – -40°C ถึง +125°C ภายในชิปสูงสุด +140°C)

ตระกูล STM32C5 ได้รับการสนับสนุนอย่างครบถ้วนจากระบบนิเวศ STM32Cube เพื่อช่วยให้การพัฒนาซอฟต์แวร์ทำได้ง่ายขึ้น หนึ่งในอัปเดตสำคัญคือ STM32CubeMX2 ซึ่งเป็นเครื่องมือสำหรับการกำหนดค่าระบบที่ช่วยให้เข้าถึงโค้ดตัวอย่างได้รวดเร็วขึ้น และเพิ่มความสามารถในการนำโค้ดกลับมาใช้ซ้ำได้ดีขึ้น นอกจากนี้ยังมี HAL2 (Hardware Abstraction Layer) เวอร์ชันใหม่ที่มีไดรเวอร์ซึ่งปรับขนาดโค้ดให้เล็กลง ทำให้สามารถใช้หน่วยความจำสำหรับโค้ดแอปพลิเคชันได้มากขึ้น บริษัท STMicroelectronics ยังมีเครื่องมือพัฒนา (IDE) ให้ใช้งาน เช่น STM32CubeIDE, STM32CubeIDE for VS Code พร้อมทั้งมีตัวอย่างโปรเจกต์ที่พร้อมใช้งานในงานผลิตจริง เพื่อช่วยให้การพัฒนาแอปพลิเคชันทำได้รวดเร็วยิ่งขึ้น ไมโครคอนโทรลเลอร์ในซีรีส์นี้ยังรองรับเครื่องมือพัฒนาจากผู้พัฒนารายอื่น เช่น Keil MDK, IAR Embedded Workbench, GNU Arm Embedded Toolchain นอกจากนี้ยังมี Bootloader ในตัว สำหรับการอัปเดตเฟิร์มแวร์ผ่านอินเทอร์เฟซต่าง ๆ เช่น USART, USB, FDCAN และ SPI

เพื่อให้กระบวนการพัฒนาง่ายขึ้น บริษัท STMicroelectronics ได้จัดเตรียมบอร์ดพัฒนาไว้ 3 รุ่น ได้แก่ NUCLEO-C542RC และ NUCLEO-C562RE ซึ่งเป็นบอร์ด STM32 Nucleo-64 รวมถึงบอร์ดขนาดใหญ่กว่า  NUCLEO-C5A3ZG แบบ STM32 Nucleo-144 โดยบอร์ดเหล่านี้มีดีบักเกอร์/โปรแกรมเมอร์ ST-LINK อยู่บนบอร์ด และมีคอนเนกเตอร์ Arduino Uno V3 และ ST morpho เพื่อให้สามารถขยายการทำงานได้ง่ายผ่าน shields หรือฮาร์ดแวร์ภายนอก, บอร์ด Nucleo-144 ยังเพิ่มตัวเลือกการเชื่อมต่อมากขึ้น เช่น Ethernet, USB และเฮดเดอร์ขยายเพิ่มเติม ทำให้นักพัฒนามีแพลตฟอร์มที่ยืดหยุ่นสำหรับการประเมินและสร้างต้นแบบระบบที่ใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์ในตระกูล STM32C5

ไมโครคอนโทรลเลอร์ STM32C5 ได้เริ่มเข้าสู่กระบวนการผลิตแล้ว โดยมีราคาเริ่มต้นที่ $0.64 (~21฿) สำหรับรุ่นเริ่มต้น STM32C53x เมื่อสั่งซื้อในปริมาณ 10,000 ชิ้น ทำให้ตระกูล STM32C5 เป็นตัวเลือกที่คุ้มค่าสำหรับอุปกรณ์อัจฉริยะระดับเริ่มต้น ในส่วนของบอร์ดพัฒนา NUCLEO-C542RC และ NUCLEO-C562RE มีวางจำหน่ายบนร้านค้าของบริษัทในราคา $20.62 (~670฿) ขณะที่บอร์ด NUCLEO-C5A3ZG ซึ่งมีฟีเจอร์ครบมากกว่านั้น คาดว่าจะเริ่มวางจำหน่ายในเร็ว ๆ นี้ โดยสามารถดูรายละเอียดเพิ่มเติมได้จากหน้าผลิตภัณฑ์ และ ข่าวประชาสัมพันธ์ของบริษัท

แปลจากบทความภาษาอังกฤษ : STMicro STM32C5 entry-level, 144 MHz Cortex-M33 MCU features up to 1MB flash, 256KB SRAM, Ethernet, CAN Bus

Suthinee Kerdkaew

บรรณาธิการข่าวและบทความภาษาไทย CNX Software ได้มีความสนใจในด้านเทคโนโลยี โดยเฉพาะ Smart Home และ IoT