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STMicroelectronics ha anunciado una nueva familia de microcontroladores (MCU) destinada a aplicaciones integradas que requieren más que un simple control pero que deben considerar la economía del diseño de un microcontrolador. Productos como los dispositivos inteligentes personales y privados, así como los dispositivos industriales, necesitan cada vez más ofrecer no sólo funcionalidades avanzadas, sino también amplias interfaces de usuario y alta seguridad.
600 MHz, brazo Cortex-M7 de 32 bits
Los nuevos microcontroladores STM32H7R y STM32H7S basados en Arm Cortex-M7 de 32 bits cuentan opcionalmente con una unidad de procesamiento de gráficos (GPU) interna optimizada para pantallas de sistemas integrados. Están equipados con más funciones de seguridad que las que normalmente se encuentran en las MCU para permitir a los desarrolladores crear dispositivos seguros de Internet de las cosas (IoT) para el mundo lleno de amenazas de hoy. Las variantes STM32H7S cuentan con un acelerador de criptografía de hardware para mayor seguridad.
La línea se divide en la serie de MCU de uso general STM32H7R3/S3 y la serie STM32H7R7/S7 con gráficos mejorados. Las dos subfamilias son en gran medida compatibles con el código para las operaciones admitidas en el hardware de cada MCU.
Damos a los diseñadores más flexibilidad
Las nuevas MCU se basan en un núcleo de procesador Arm Cortex-M7 de 32 bits que funciona a 600 MHz.
Los procesadores se pueden implementar sin memoria externa, utilizando sólo la memoria flash de arranque interna de 64 KB y la SRAM de 620 KB. Sin embargo, ST ha agregado la capacidad de aumentar significativamente la flexibilidad de almacenamiento más allá de lo que normalmente se ve en el mundo MCU. Puede almacenar código en la memoria interna o en una memoria flash externa en serie o en paralelo y ejecutarlo en la SRAM integrada o en la SRAM externa. Para mayor seguridad, el almacenamiento externo se enruta directamente a través de un motor criptográfico interno. En particular, los dispositivos admiten interfaces de memoria externa paralela de 32 bits a 100 MHz e interfaces de memoria externa en serie de 1 a 16 bits de hasta 200 MHz.
Operación flexible con almacenamiento interno y externo
La GPU NeoChrome de ST gestiona pantallas a todo color con operaciones similares a las del 3D e interfaces de alta resolución. Gracias a la GPU en el chip, ejecutar una interfaz de usuario sólo requiere alrededor del 10% de la carga de procesamiento principal de la CPU. Los dispositivos también cuentan con gestión de energía integrada.
La familia cuenta con certificaciones SESIP3 y PSA Nivel 3 y está disponible en opciones de paquete QFN, WLCSP, LQFP y BGA de 64 pines a 240 pines. El empaque estilo MCU con la mayor cantidad de funciones integradas acelera y simplifica el proceso de diseño de la placa de circuito impreso (PCB). El área de PCB más pequeña y el diseño menos complejo también pueden acortar el tiempo de comercialización y reducir los costos de producción.
Los límites entre MCU y MPU se están desdibujando
Con estas dos nuevas ofertas, ST está borrando conscientemente las líneas entre MCU y MPU. En el comunicado de prensa sobre la nueva familia, ST afirma que «supera su peso al combinar el rendimiento, la escalabilidad y la seguridad de los sistemas basados en microprocesadores (MPU), que suelen ser más complejos, con la simplicidad y la integración de los microcontroladores (MCU). ). «
Entonces, ¿cuál es la diferencia entre una MCU y una MPU? Aunque los términos suelen usarse indistintamente, las MCU tienden a tener todo integrado; La memoria, los periféricos y las E/S se combinan en un solo chip. La mayoría puede incluso funcionar con un reloj interno sin necesidad de alimentación externa y de un cable o dos (o tres) que entren o salgan. Una MPU normalmente representa una ventaja de rendimiento y tamaño y utiliza memoria externa.
Los sistemas operativos también son a veces una buena línea divisoria entre MCU y MPU. Las MCU normalmente funcionan en configuraciones “bare metal” con código almacenado en la memoria flash interna, pero sin sistema operativo, sin coprocesadores internos y con administración de memoria limitada. Las MPU pueden adoptar un sistema operativo multitarea como Linux y pueden tener unidades de administración de memoria (MMU) integradas y coprocesadores internos como una GPU o procesadores de señales digitales (DSP).
Diagrama de bloques de la MCU STM32H7RS. (Consulte la página 11 de la presentación para ampliar).
Básicamente, ST ha construido un chip que tiene muchas de las características que encontraría en un sistema MPU, pero integrado en una configuración que es más familiar para los diseñadores de MCU. Tiene los coprocesadores y las funciones avanzadas de una MPU en un paquete pequeño y altamente integrado similar a una MCU.
Con paquetes de chips que comienzan con un QFN de 68 pines relativamente fácil de usar y un potente conjunto de coprocesadores internos, STM32H7R y STM32H7S están diseñados para proporcionar una facilidad de desarrollo e implementación similar a la de una MCU de alta gama, manteniendo al mismo tiempo el rendimiento y la seguridad. La oferta suele limitarse a diseños de MPU multichip más complejos. ST promete las primeras entregas en abril de 2024.
Todas las imágenes utilizadas son cortesía de STMicroelectronics.
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