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数字电源主控市场 ST拿什么亮剑?

2019-06-25来源: 半导体行业观察关键字:数字电源  ST

数字电源因为具有高集成度、更快的瞬时响应等优势,被物联网等众多领域市场看好。基于此,数字电源的使用正在快速增长。由此,也带动了数字电源主控产品的发展,引得众多MCU厂商投身于此。ST于5年前进入数字电源主控市场,作为这个市场的新人,ST用什么赢得市场的青睐?


五年磨一剑,G4与F3齐头并进


2014年,ST以STM32F334进军数字电源主控市场。当时的数字电源市场,主要是由DSP产品主导。采用这种方式的产品,就促生了大量私有内核的产生。而这些私有内核的资源却都需要DSP供应厂商来支持。为了使数字电源使用更加方便,ST决定选择ARM通用内核来改善数字电源的使用环境。于是,ST在2012年发布的STM32F3系列之上,于两年后,针对数字电源市场推出了STM32F334产品。


作为数字电源主控市场的新人,ST以F334为基础,用了3年时间收集了大量的市场反馈,随后又花了近2年的时光进行研发。在5年后的今天,推出了STM32G4系列产品。至此,针对数字电源产品路线,ST拥有了较低端的STM32F334,高端STM32H743产品,与F3和H7两个平台之间过渡产品——STM32G4。



与F334相同的是,G4系列也采用了ARM M4的内核。延续了以通用内核打造更方便使用的数字电源的理念。Jean-Marc Mathieu表示:“随着工艺的提升和ARM内核所具备的DSP性能,有些产品的性能已经不输于传统DSP。”


ST微控制器事业部微控制器产品经理、数字电源及电机控制市场经理Jean-Marc Mathieu表示:“作为F334的继任者,G4系列的出现并不是为了取代前代产品,而是在STM32F334的基础上做了提升,去覆盖更复杂的一些数字电源应用场景,而这些应用场景通常是STM32F334力所不能及的。”


据介绍,ST本次推出的G4在数字电源市场可应用于包括高频数字开关电源、功率因数补偿,在大功率数字能源转换等场景,主要是面向于服务器、通讯电源、电动汽车充电桩和充电,也是STM32G4要覆盖的主要目标市场之一。


数学加速器,G4系列的秘密武器


STM32G4系列的推出,不仅填补了ST在数字电源产品上的空白,也在于进一步优化了PCB级设计,降低了BOM成本。


从广义上讲,本次推出的STM32G4的优势在于,该产品基于Cortex M高效ARM内核,带有DSP运算性能和浮点运算指令集。除此之外,G4也设计很多丰富并且高端的模拟外设。ST希望通过这种数模组合的方式来满足用户对兼顾控制逻辑与模拟信号处理的需求。


在此,Jean-Marc Mathieu将“性能、丰富的内置数模外设、功能安全与信息安全以及完整的产品”总结为G4系列的四大关键词。



具体来说,在性能方面上,ST在G4系列中放置了三个不同的硬件加速器。包括一个ART加速器(动态缓存),用来提升代码综合执行效率;一个Routine Booster CCM-SRAM(关键程序加速),以静态缓存的方式可供用户把最关键的代码拷贝到CCM-SRAM中,据介绍,在这个区域中执行代码,不会有任何延时。除这两个加速器外,ST还在G4上增添了数学加速器,这是STM32G4的新功能。Jean-Marc Mathieu将之称为是“STM32G4带来的一个具有革新意义的特性”。


据介绍,在G4中增添的数学加速器分为数学公式运算(包括三角函数)和数字滤波器两部分。这两个部分可以调用在控制领域中,包括马达驱动、电源转化类产品设计中经常用到的数学公式,从而减轻CPU的负荷。CPU就可以空闲出来执行其他的指令,因此,它的运算效率也了提升5倍左右。



除此之外,G4还增加了两个新的封装,——80脚封装与128脚的封装。据Jean-Marc Mathieu介绍,G4系列产品可以在64脚、100脚到144脚封装跨度上做更细的区分,并以此来满足不同用户的需求。


G4系列产品发展规划


集成了新功能的G4系列,除了专注于数字电源市场的发展,通用市场上也可以利用G4来创造出新的产品,这也是G4在未来发展中的两条路线。



在通用系列中,G4主要面向的市场主要有三类:


1。电机控制应用场景:主要分布在家电类、电动自行车、工业动力的应用场景。G4系列MCU中包含的高速CPU、数学加速器、高级电机控制定时器、模拟外设、内置的1%精度的RC时钟等,可以在电机控制应用场景中提升产品性能和优化设计成本。


2。工业设备与测量仪器:电机控制是工业控制的主要应用场景场之一。在这类应用中,需要相关产品拥有较高的可靠性。为了满足这类市场的需求,G4被设计成为最高可在125度的状态下工作。除此之外G4产品中还设置了双Bank Flash,可以满足工业物联网中的在线升级需求。


3.轻量级应用场景:高端消费类应用。针对此类应用,G4可提供比较轻巧的封装,在内置丰富模拟外设的复合型产品中实现低功耗运作。可提供内置模拟外设、数字音频接口及USB Type-C Power Delivery 3.0的接口。


根据3类通用市场和特定的数字电源市场的需求,G4发展出来了三条产品线。据Jean-Marc Mathieu介绍,这三条产品线包含一条高精度PWM型,该条产品线主要针对于数字电源市场,与之相对应的产品是STM32G474,该产品还拥有一个高精度的12通道定时器。在通用市场方面上,ST推出了STM32G473,该产品与数字电源产品之间唯一的区别就是高精度定时器。同时,针对通用市场,ST还推出了入门级产品——STM32G4x1。Jean-Marc Mathieu介绍:“入门级产品并不代表入门级性能,我们在性能上没有任何让步,170MHz的Cortex  M4内核,同样多的加速器,只是在模拟外设方面,它会比前面两个产品稍微精简一些。”



除此之外,在软件方面,STM32G4系列产品不仅可共享STM32家族的生态资源,ST还为G4提供了针对特定应用场景的、更专业的生态系统资源。


凭借本次发布的STM32G4系列产品,我们看到了一个更加完善的STM32生态。


关键字:数字电源  ST

编辑:muyan 引用地址:http://mirrt.com/dygl/ic465646.html
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