這可能是今年最重磅的STM32新品——揭秘STM32U5
[導(dǎo)讀]近日，ST發(fā)布了一款超低功耗旗艦級MCU產(chǎn)品——STM32U5。這款MCU上凝聚了ST在MCU領(lǐng)域的最新技術(shù)積累，在Coremark的ULPBENCH跑分獲得了240DMIPS/651Coremark的表現(xiàn)，此外還取得了PSA3級和SESIP3安全認證。我們匯總了ST關(guān)于STM3...
近日，ST發(fā)布了一款超低功耗旗艦級MCU產(chǎn)品——STM32U5。這款MCU上凝聚了ST在MCU領(lǐng)域的最新技術(shù)積累，在Coremark的ULPBENCH跑分獲得了240 DMIPS/651Coremark的表現(xiàn)，此外還取得了PSA 3級和SESIP3安全認證。我們匯總了ST關(guān)于STM32U5迄今為止的全部官方信息，來給大家揭秘其超低功耗和高安全性背后的秘密（本文大篇幅借鑒了ST官方新聞稿及資料）。
省電功能：創(chuàng)新的LPBAM實現(xiàn)更靈活功耗設(shè)置
新系列微控制器引入了一個創(chuàng)新的自控模式——低功耗后臺自主模式Low Power Background Autonomous Mode（LPBAM），可以讓直接存儲訪問（DMA）控制器和外圍設(shè)備在大多數(shù)設(shè)備休眠時保持正常工作，以節(jié)省電能。精細的操作模式控制可以關(guān)閉MCU的部分內(nèi)存，避免給閑置單元供電。
此外，STM32U5 MCU采用40nm制造技術(shù)，一個適用于MCU的先進制程，可節(jié)省動態(tài)工作模式下功耗。
新產(chǎn)品還傳承了上一代超低功耗MCU STM32L0，STM32L4和STM32L5的成功的產(chǎn)品特性，包括根據(jù)工作負荷優(yōu)化能耗的動態(tài)電壓調(diào)節(jié)和高效讀取閃存的ST ART Accelerator?訪存加速技術(shù)，并且現(xiàn)在，除內(nèi)存外，ST ART Accelerator的最新功能還允許讀取MCU外部閃存。
通過集成一個先進的DC/DC電壓轉(zhuǎn)換器和低壓降（LDO）穩(wěn)壓器，系統(tǒng)可以靈活選擇內(nèi)核供電方式，從而將STM32U5將動態(tài)功耗降低到19μA/MHz以下。
安全性升級：PSA 3級和SESIP3安全認證
主打安全的STM32U5系列搭載支持Arm TrustZone?技術(shù)的Cortex-M33處理器內(nèi)核，集成意法半導(dǎo)體獨有的安全功能，在此基礎(chǔ)上，STM32U5系列引入了最新最先進的技術(shù)：
- AES加密引擎和公鑰算法加速器（PKA）硬件單元具有抵御側(cè)信道攻擊的能力；
- 使用硬件唯一密鑰（HUK）保護數(shù)據(jù)存儲安全；
- 主動防篡改檢測；
- 內(nèi)部監(jiān)控技術(shù)可以在發(fā)生干擾攻擊時刪除保密數(shù)據(jù)，有助于滿足PCI安全標(biāo)準委員會（PCI SSC）對銷售終端設(shè)備（POS）的安全要求。
STM32U585通用安全微控制器通過PSA 3級和SESIP3安全認證，通過了邏輯、電路板和基本物理三項防御測試，證明該微控制器的網(wǎng)絡(luò)保護達到相當(dāng)高的水平。
因為增強了防篡改和軟件保護功能，STM32U585還適用于控制PIN交易安全（PTS）設(shè)備，這種設(shè)備必須滿足支付卡行業(yè)安全標(biāo)準委員會（PCI SSC）的技術(shù)要求。作為一種安全通用MCU，STM32U585為開發(fā)者提供了一個簡化銷售和自助支付終端的設(shè)計生產(chǎn)的整體解決方案。
獲得“PTS官方批準設(shè)備”標(biāo)志的產(chǎn)品通常需要專門用于防御在線攻擊和邊帶攻擊的安全芯片，還要單獨用一個MCU管理鍵盤、顯示器和USB連接等功能。現(xiàn)在，STM32U585單片整合了這所有功能，從而簡化了產(chǎn)品設(shè)計，并優(yōu)化了從采購和庫存管理到最終組裝的生產(chǎn)物流。終端制造商還可以根據(jù)PCI PTS v6等適用標(biāo)準更快、更輕松地測試認證產(chǎn)品。
STM32U585符合Arm? Trusted Base System Architecture（TBSA）可信基礎(chǔ)系統(tǒng)架構(gòu)的要求，采用Arm TrustZone? 體系架構(gòu)，具有保護連接設(shè)備所需的各種典型安全功能，其中包括加密算法加速器、安全數(shù)據(jù)存儲、安全固件安裝、安全引導(dǎo)和安全固件更新。
附加的安全功能使新產(chǎn)品的網(wǎng)絡(luò)保護功能領(lǐng)先于典型的通用MCU，其中包括在發(fā)生干擾攻擊時清除機密數(shù)據(jù)的內(nèi)部監(jiān)控，這有助于滿足PCI SSC的POS應(yīng)用要求。其他的保護功能包括：增加邊帶攻擊（SCA）分析，強化對稱和非對稱公鑰加速器（AES，PKA）的加密功能；保護數(shù)據(jù)存儲安全的唯一硬件密鑰；以及內(nèi)置主動篡改檢測。
升級外設(shè)：2MB片上存儲容量等
除了節(jié)省功耗和提高安全性外，設(shè)計人員還可以利用新功能來滿足應(yīng)用的嚴格要求。例如，更高的閃存密度、高達2MB的片上存儲容量，片外存儲器快速接口可以使系統(tǒng)進一步擴容。最高0.5MB的片上閃存將耐擦寫能力提高到100,000次讀/寫，為用戶數(shù)據(jù)保存提高可靠保證。
針對下一代感測和跟蹤應(yīng)用，新系列產(chǎn)品還提供了先進的高速14位模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）。
多功能數(shù)字濾波器（MDF）和音頻數(shù)字濾波器（ADF）取代了意法半導(dǎo)體久經(jīng)考驗的Sigma-Delta調(diào)制數(shù)字濾波器（DFSDM）。極大提高了聲音檢測功能，通過提高聲音活動檢測性能，這些功能讓用戶能夠?qū)I集成到基于低成本、低功耗微控制器的應(yīng)用場景。
此外，通過在產(chǎn)品RAM存儲器內(nèi)嵌入糾錯碼（ECC）存儲器，STM32U5 MCU還可以滿足關(guān)鍵安全應(yīng)用的要求。
STM32U5開發(fā)生態(tài)已同步更新
目前STM32U5的兩款型號STM32U575和STM32U585的典型目標(biāo)應(yīng)用包括智能聯(lián)網(wǎng)消費產(chǎn)品，例如，活動跟蹤器和智能手表，以及智能家居設(shè)備、水電氣表、工業(yè)傳感和信號調(diào)理設(shè)備、移動銷售（POS）終端設(shè)備、胰島素泵和血糖儀。
B-U585I-IOT02A探索套件將讓開發(fā)者能夠開發(fā)各種應(yīng)用，充分探究低功耗通信、多路傳感器和直接上云功能。開發(fā)板上集成Wi-Fi和藍牙模塊、麥克、溫濕傳感器、磁力計、加速度計和陀螺儀、壓力傳感器、飛行時間傳感器和手勢檢測傳感器。
STM32Cube軟件套件將集成Azure RTOS實時操作系統(tǒng)，并具有STM32CubeMX和STM32CubeIDE等工具的支持，以及應(yīng)用代碼示例，為STM32Cube帶來更多重要優(yōu)勢，例如優(yōu)異性能和行業(yè)認證。
STM32CubeU5的支持生態(tài)系統(tǒng)可在ST.com和GitHub網(wǎng)站下載，有200多個項目示例，并提供軟件幫助實現(xiàn)LPBAM、Wi-Fi?和Bluetooth? Low-Energy （BLE）等MCU功能。新產(chǎn)品支持OpenBootloader，降低了自定義bootloader代碼的實現(xiàn)難度。Azure RTOS操作系統(tǒng)含有ThreadX RTOS以及FreeRTOS和 CMSIS OS wrappers，確保應(yīng)用性能優(yōu)異，并簡化行業(yè)認證。此外，X-CUBE-STL自測庫和功能安全文檔可輔助安全關(guān)鍵應(yīng)用開發(fā)，并加快基于STM32U5的產(chǎn)品取得IEC61508 SIL認證。
還有一些軟件包可以簡化網(wǎng)絡(luò)安全并幫助遵守行業(yè)最佳慣例，其中包括安全啟動和安全固件更新（SBSFU）的參考代碼和利用內(nèi)核中的Arm TrustZone? 隔離技術(shù)實現(xiàn)PSA 3級和SESIP 3級認證安全服務(wù)的可信固件（TF-M）示例。
意法半導(dǎo)體更新了經(jīng)行業(yè)認證的X-CUBE-CRYPTOLIB加密庫，簡化了API，增加了加密算法，支持安全固件安裝（SFI），保護客戶固件下載的安全。這些軟件包支持增強的MCU硬件安全功能，包括加強對側(cè)信道攻擊的保護，以及用于擦除機密數(shù)據(jù)的內(nèi)部監(jiān)測，滿足支付卡行業(yè)（PCI）對POS應(yīng)用的要求。
?總 結(jié)?
STM32U5是ST在Cortex-M33內(nèi)核上的成熟之作，是未來低功耗類終端的首選MCU之一。未來該產(chǎn)品系列將持續(xù)向上向下擴寬——從128K～4M的片上存儲容量型號可選。
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