STMicro STM32U3 เป็นตระกูลไมโครคอนโทรลเลอร์ ที่ใช้ซีพียู Arm Cortex-M33 รุ่นใหม่ที่มีความเร็วสัญญาณนาฬิกาสูงสุด 96 MHz ออกแบบมาให้ใช้พลังงานต่ำมาก (ultra-low-power) เหมาะสำหรับอุปกรณ์วัดค่าสาธารณูปโภค, อุปกรณ์ด้านสุขภาพ เช่น เครื่องวัดระดับน้ำตาลในเลือดและปั๊มอินซูลิน รวมถึงเซนเซอร์อุตสาหกรรม
ทางบริษัทระบุว่า STM32U3 เป็น “ผู้นำตลาดด้านประสิทธิภาพ” ด้วยคะแนน 117 Coremark/mW ในโหมดทำงาน และใช้พลังงานเพียง 1.6µA ในโหมดหยุด (Stop Mode) ซึ่งหมายความว่า STM32U3 มีประสิทธิภาพเกือบสองเท่าของ STM32U5 series และสูงกว่า STM32L4 series ถึงห้าเท่า จุดเด่นอื่น ๆ ได้แก่ หน่วยความจำแฟลชแบบ dual-bank สูงสุด 1MB, SRAM ขนาด 256kB และอินเทอร์เฟซต่าง ๆ เช่น MIPI I3C, SAI Audio, ADC 12 บิต และอื่น ๆ
คุณสมบัติและสเปคสำคัญของ STMicro STM32U3:
- MCU Core
- ซีพียู 32-bit Arm Cortex-M33 @ 96 MHz พร้อม TrustZone และ FPU
- ประสิทธิภาพ
- 1.5 DMIPS/MHz (Dhrystone 2.1)
- 387 CoreMark (4.09 CoreMark/MHz)
- 500 ULPMark-CP
- 117 ULPMark-CM
- 202000 SecureMark-TLS
- ART Accelerator พร้อมชุดคำสั่ง DSP
- หน่วยความจำ/ที่เก็บข้อมูล
- SRAM 256 KB รวมถึง 64 KB พร้อมการตรวจสอบพาริตี้ฮาร์ดแวร์
- flash แบบ dual-bank 512KB หรือ 1024KB พร้อม ECC
- อินเทอร์เฟซหน่วยความจำภายนอก OCTOSPI รองรับ หน่วยความจำSRAM, PSRAM, NOR, NAND และ FRAM
- อินเทอร์เฟซ SDMMC
- อุปกรณ์ต่อพ่วง
- GPIO สูงสุด 82 ขา พร้อมอินเทอร์รัปต์ ส่วนใหญ่รองรับแรงดันไฟ 5V และมีสูงสุด 14 I/O ที่ใช้แรงดันไฟอิสระต่ำสุด 1.08V
- USB 2.0 Full-Speed
- 1x SAI (Serial Audio Interface)
- ฟิลเตอร์เสียงดิจิทัล พร้อมการตรวจจับกิจกรรมเสียง
- 3x I2C FM+ (1 Mbit/s), SMBus/PMBus™
- 2x I3C (SDR) รองรับโหมด I2C FM+
- 2x USART และ 2x UART (รองรับ SPI, ISO 7816, LIN, IrDA, Modem)
- 1x LPUART
- 3x SPI (รวม 6x SPI เมื่อรวม 1x OCTOSPI + 2x USART)
- CAN FD controller
- คอนโทรลเลอร์ GPDMA 12 ช่อง ทำงานได้ในโหมด Sleep และ Stop (สูงสุด Stop 2)
- สูงสุด 21 ช่องสำหรับ capacitive sensing รองรับปุ่มสัมผัส, linear และ rotary touch sensors
- อะนาล็อก
- 2× 12-bit ADC 2.5 Msps พร้อมฮาร์ดแวร์ oversampling
- โมดูล DAC 12-bit พร้อม 2 D/A converters, low-power sample & hold, ทำงานอัตโนมัติใน Stop 1 mode
- 2x Op-Amps พร้อม PGA ในตัว
- 2x ตัวเปรียบเทียบอัลตราโลว์พาวเวอร์
- สูงสุด 15 timers + 2 watchdogs
- 1x 16-bit advanced motor control timer
- 3x 32-bit และ 3x 16-bit general purpose timers
- 2x 16-bit basic timers
- 4x low-power 16-bit timers (ทำงานใน Stop mode)
- 2x watchdogs
- 2x SysTick timers
- RTC พร้อมปฏิทินฮาร์ดแวร์, การตั้งปลุก และการปรับแต่งเวลา
- CRC calculation unit
- ความปลอดภัยและการเข้ารหัส
- Arm TrustZone พร้อมการรักษาความปลอดภัยของ I/O, หน่วยความจำ และอุปกรณ์ต่อพ่วง
- ระบบรักษาความปลอดภัยแบบ life cycle พร้อม RDP และ password-protected debug
- Root of trust ด้วย Secure Boot Entry และ Secure Hide Protection Area (HDP)
- รองรับ Secure Firmware Installation (SFI) จาก Root Secure Services (RSS)
- การจัดเก็บข้อมูลที่ปลอดภัย ด้วย Hardware Unique Key (HUK)
- รองรับ Secure Firmware Upgrade
- รองรับ Trusted Firmware for Cortex-M (TF-M)
- 2x AES Coprocessors (หนึ่งตัวรองรับการป้องกัน Side Channel Attack (SCA) – SAES)
- Public key accelerator, พร้อมการป้องกัน SCA
- Key hardware protection
- Attestation Keys
- HASH hardware accelerator
- True Random Number Generator (TRNG) รองรับมาตรฐาน NIST SP800-90B
- 96-bit Unique ID
- 512-byte OTP (One-Time Programmable Memory)
- ระบบป้องกันการงัดแงะ (Anti-Tamper Protection)
- ระบบนาฬิกา (Clock)
- คริสตอลออสซิลเลเตอร์ 4 ถึง 50 MHz
- คริสตอลออสซิลเลเตอร์ 32.768 kHz สำหรับ RTC (LSE)
- ออสซิลเลเตอร์ภายใน 16 MHz ที่ปรับแต่งจากโรงงาน (±1%)
- ออสซิลเลเตอร์ภายในแบบโลว์พาวเวอร์ 32 kHz หรือ 250 Hz (±5%)
- ออสซิลเลเตอร์ภายในแบบปรับความเร็วได้ (3 MHz ถึง 96 MHz)
- ออสซิลเลเตอร์ภายใน 48 MHz พร้อมระบบกู้คืนสัญญาณนาฬิกา
- MSI ที่แม่นยำในโหมด PLL สูงสุด 96 MHz ด้วย 32.768 kHz, 16 MHz หรือ 32 MHz crystal oscillator
- การดีบัก – Serial-Wire Debug (SWD), JTAG, Embedded Trace Macrocell (ETM)
- แรงดันไฟจ่าย – 1.71V ถึง 3.6V
- การจัดการพลังงาน – LDO ในตัว และ SMPS Step-Down Converter รองรับการสลับโหมดแบบ on-the-fly และการปรับแรงดันไฟอัตโนมัติ
- การใช้พลังงาน
- โหมด Stop 3 – 1.6 μA พร้อม SRAM 8 กิโลไบต์
- โหมด Stop 3 –2.2 μA พร้อม SRAM เต็มรูปแบบ
- โหมด Stop 2 – 3.8 μA พร้อม SRAM 8 กิโลไบต์
- โหมด Stop 2 – 4.5 μA พร้อม SRAM เต็มรูปแบบ
- โหมด Run – 9.5 μA/MHz @ 3.3 V (While(1) SMPS Step-Down Converter Mode)
- โหมด Run – 13 μA/MHz @ 3.3 V/48 MHz (CoreMark SMPS Step-Down Converter Mode)
- โหมด Run – 16 μA/MHz @ 3.3 V/96 MHz (CoreMark SMPS Step-Down Converter Mode)
- แพ็คเกจ – (ทั้งหมดเป็น ECOPACK2 compliant – RoHS+)
- UFQFPN32 – 5 x 5 mm (Pitch: 0.5 mm)
- FQFPN48/LQFP48 – 7 x 7 mm
- WLCSP52 – 3.1 x 3.2 x 0.6 mm (Pitch: 0.4 mm)
- WLCSP68 – 3.1 x 3.2 x 0.6 mm (Pitch: 0.35 mm)
- UFBGA64/LQFP64
- UFBGA100/LQFP100
- ช่วงอุณหภูมิ – สูงสุด -40 °C ถึง +105 °C
มีสองตระกูลให้เลือก ได้แก่ STM32U375 และ STM32U385 โดยรุ่น STM32U385 จะเพิ่มฟีเจอร์ด้านการเข้ารหัส เช่น Coupling and Chaining Bridge (CCB), HUK (Hardware Unique Key) + PKA (Public Key Accelerator) และ AES-128/256 + S-AES
นอกจากนี้ STMicro ยังได้แชร์แผนภูมิเปรียบเทียบ CoreMark/mW ซึ่งแสดงให้เห็นว่า STM32U3 มีประสิทธิภาพการใช้พลังงานสูงสุดเมื่อเทียบกับไมโครคอนโทรลเลอร์อื่น ๆ แต่แผนภูมินี้อาจไม่ได้มีประโยชน์มากนัก เนื่องจากมีการเปรียบเทียบเฉพาะกับคู่แข่งที่ไม่ได้ระบุชื่อ (Competitor A ถึง F)
เครื่องมือพัฒนา ฮาร์ดแวร์ และ ซอฟต์แวร์ ประกอบด้วย STM32CubeU3 MCU Package และบอร์ดพัฒนา NUCLEO-U385RG-Q Nucleo-64 ซึ่งมาพร้อมกับไมโครคอนโทรลเลอร์ STM32U385RGT6Q, พอร์ต USB Type-C, ตัวดีบัก ST-LINK, และ expansion headers ของ Arduino และ ST Morpho
ไมโครคอนโทรลเลอร์ STM32U3 พร้อมเข้าสู่การผลิตแล้ว โดยมีราคาเริ่มต้นที่ $1.93 (~65฿) สำหรับการสั่งซื้อ 10,000 ชิ้น ส่วนบอร์ดพัฒนา NUCLEO-U385RG-Q วางจำหน่ายในราคา $24.11 (~800฿) บน ST’ eStoreเ สามารถดูรายละเอียดเพิ่มเติมได้ที่หน้าผลิตภัณฑ์และข่าวประชาสัมพันธ์
แปลจากบทความภาษาอังกฤษ : STMicro STM32U3 ultra-low-power Cortex-M33 MCU achieves 117 Coremark/mW in active mode, consumes 1.6 µA in stop mode
บรรณาธิการข่าวและบทความภาษาไทย CNX Software ได้มีความสนใจในด้านเทคโนโลยี โดยเฉพาะ Smart Home และ IoT