Cortex-M核心成為32位元MCU廠商競技主軸

在眾家實力雄厚勢均力敵的ARM核心MCU供應商中，ST(意法半導體)的STM32在這兩年的市場表現非常突出。以ARM的Cortex- M3整體出貨量統計，2009年近2000萬顆的Cortex- M3 MCU中，STM32即佔了近80%，2010年Cortex-M系列MCU總量達1.44億顆，其中Cortex- M3 MCU出貨量大舉攀升，光是第一季即超過1500萬顆，其中STM32延續2009年的成長力道，在ARM MCU家族中站上龍頭地位，2010年在整個32位元Cortex-M MCU市場中佔了4成5以上，儼然成為32位元ARM MCU市場中的一哥。

意法半導體台灣區微控制器產品行銷經理楊正廉&全球微控制器產品行銷經理Renaud Bouzereau照片

另一方面，不遑多讓的TI德州儀器也提出相當有實力的數據，證明 TI在ARM核心MCU/MPU市場中的老大地位。在迄今ARM核心出貨量250億個元件中，TI的整體出貨數超過6億個.以MCU市場資歷而言，TI年資尚淺，但從積極投入ARM MCU業務以來，強勁的企圖心是業界有目共睹。

九月份，ST與TI分別推出具有浮點運算功能的Cortex-M4核心，特性豐富，功能強大，工具使用簡易，而且價格具競爭力，看似無分軒輊，以下分別對這兩強新品做一介紹，由讀者評斷何者最具吸引力。

STM32 F4系列

意法半導體台灣區微控制器產品行銷經理楊正廉表示，從推出ARM Cortex-M核心MCU系列之今，STM32產品系列已誕生四個家族，分別是L1，F1，F2和最近的F4系列，超過250顆腳位相容的型號， STM32 F4系列共有4款產品：STM32F405x、STM32F407、 STM32F415 和 STM32F417 。 

STM32F405x 整合了計時器、3個ADC、2個DAC、串列介面、外部記憶體介面、即時時脈、CRC計算單元和類比真亂數產生器(Random Number Generator)在內的整套先進週邊設備，STM32F405額外內建一個USB OTG全速/高速介面。這些產品採用4種封裝(WLCSP64、LQFP64、LQFP100、LQFP144)，內建多達1 MB快閃記憶體。

STM32F407在STM32F405產品基礎上增加了多個先進週邊設備：第2個USB OTG介面(僅全速)、1個可支援MII和RMII的10/100M乙太網路介面、IEEE 1588 PTP V2硬體支援、可連接一個CMOS感測器的1個8-14位元平行相機介面以及可支援最高每秒67.2 Mbyte的傳輸速率。這些產品採用4種封裝(LQFP100、LQFP144、LQFP/BGA176)，內建512 KB-1 MB快閃記憶體。

STM32F415和STM32F417在STM32F405和STM32F407基礎增加一個密碼赫序處理器。此處理器包含AES 128、192， 256、Triple DES、HASH (MD5， SHA-1)硬體加速器，擁有十分出色的處理性能，例如，AES-256加密速度最高達每秒149.33Mbytes。 

楊正廉經理表示，現有的STM32產品適合各種應用領域，包括醫療服務、銷售點管理系統(point of sales ，POS)、大樓安全系統、工廠自動化及家庭娛樂等。該公司也已開始透過新的STM32 F4微控制器系列進一步拓展應用範圍。 

STM32 F4的單周期DSP指令將加快數位訊號控制器(DSC)市場的發展，數位訊號控制器適用於對運算能力和DSP指令方面有很高的要求的應用，包括高階馬達控制、醫療設備和安全系統等。新的STM32 F4微控制器系列的接腳和軟體可與STM32 F2系列完全相容，如果STM32 F2系列的用戶想要更大的SRAM容量、更高的性能及更快速的週邊設備介面，則可輕鬆地從F2升級到F4系列。

此外，由於STM32 F4在單一高性能數位訊號控制器中同時整合了微控制器和數位訊號處理器的功能與特性，因此目前採用雙晶片解決方案的客戶可以選擇使用STM32 F4。

TI的Stellais Cortex-M4F MCU系列

 TI 亞洲區市場開發行銷經理MCU/DSPS產品蕭志盛表示，全系列新款 LM4Fx Stellaris 微控制器均具備浮點，提供效能餘量 (performance headroom) 與同類產品中最低功耗，以滿足方便攜帶及功率預算需求。開發人員可從多種高效能類比、記憶體和連接選項中，選擇最適合的設計參數，以滿足各種應用領域，如工業自動化、體感控制、健康與保健等。新款 Stellaris MCU 首度採用 65奈米 (nm) 技術製造的 Cortex-M 微控制器，以實現更快速、更大記憶體與更低功耗的產品開發。

 

為簡化設計並縮短產品上市時程，TI 提供免費的 StellarisWare^® 軟體讓使用者下載，這款簡單易用的軟體可廣泛運用。StellarisWare 軟體包括數百個案例工程、應用和週邊程式庫以及開放原始碼堆疊。為了節省快閃記憶體容量，TI 預先將該軟體安裝至 ROM。5 種常用 IDE 支援Stellaris 微控制器套件在 10 分鐘內啟動設計。開發人員能夠輕鬆地調整設計，並重覆使用整個代碼相容的 Stellaris Cortex-M 微控制器平台。

Stellaris Cortex-M4F MCU 平台的特性與優勢：

·         ARM Cortex-M4F 浮點核心工作頻率高達 80 MHz，可針對應用差異化提供不同的效能餘量；

·         兩顆高效能 12 位元類比數位轉換器 (ADC) 和三顆比較器 (comparator) 可支援混合訊號應用；

·         12 位元 ADC 準確度可在 1 MSPS 的全速採樣速率下實現，不需任何硬體平均或折衷效能；

·         功耗最低的 Stellaris 微控制器 ― 待機電流低至 1.6 μA ― 延長電池使用壽命並支援受限的功率預算；

·         連接選項包括 USB (主控端、設備端和 On-The-Go)、UART、I2C、SSI/SPI 和 CAN，支援通訊設備；

·         整合型 EEPROM 可支援使用者介面或配置參數的耐久非揮發性 (non-volatile) 儲存，以降低系統成本；

·         透過 TI 豐富的類比電源管理產品系列的強大支援，提升系統功率效率；

·         高達 256KB 快閃記憶體和 32KB SRAM 的選項，以滿足不同的應用需求；

·         系統設計人員能夠借由代碼相容性對 220 多款 Stellaris Cortex-M 微控制器輕鬆進行設計調整。

新型 Stellaris Cortex-M4F 微控制器每萬顆單位參考售價為 1.53 美元。EK-LM4F232 評估套件參考售價為 149 美元。