ST发布全新混合信号微控制器STM32G5,面向 AI 服务器数字电源和具身智能机器关节实时控制及高端电机应用

  • 全新STM32G5系列大幅提升计算性能,并带来多项新功能
  • 提升AI数据中心电源效率,优化机器人电机控制
  • 内置强大的安全功能,支持后量子密码学(PQC)

服务多重电子应用领域、全球排名前列的半导体公司意法半导体 (STMicroelectronics,简称ST;纽约证券交易所代码:STM) 发布全新STM32G5系列混合信号微控制器(MCU)。该系列将帮助开发者为数据中心、机器人、光伏系统与风力发电机、工业驱动系统及商用无人机打造更高效、更智能、更安全的技术,推动物理AI发展。

意法半导体通用与汽车微控制器事业部总经理Patrick Aidoune表示:“新一代微控制器旨在应对多重挑战,包括高效满足AI数据中心日益增长的能源需求、实现功能更复杂的人形机器人,以及驱动更复杂的电机控制系统。通过STM32G5系列,意法半导体让物理AI所需的计算性能更易获取并融入嵌入式系统,从而提升可持续性、功能安全和信息安全水平。”

STM32G5微控制器采用Arm® Cortex®-M33内核,计算性能达到STM32G4系列的两倍。同时,全新及升级的外设进一步提升了电源、电机等设备控制的速度与精度。2027年,STM32G5将在现有单核产品阵容的基础上新增双核产品,提供更高性能和更丰富的外设。

台达电子PSBG材料部高级采购Andy Hsiao表示:“我们的使命是为更美好的明天提供创新、清洁、节能的解决方案,数字电源正是其中的核心。这需要控制平台能够跟上系统复杂度不断提升的步伐。STM32G5提供了下一代数字电源应用所需的性能与灵活性。凭借处理性能、集成外设与内置安全功能的结合,STM32G5成为我们设计中的有力选择,帮助我们在要求严苛的AI和电动汽车应用中降低能量损耗、缩小设计尺寸并提升可靠性。”

睿研智控首席执行官田波表示:“对于人形机器人而言,要实现灵巧的动作,就必须在极其紧凑的空间内融合力量、精度、感知与实时控制。STM32G5的性能超过上一代的两倍,并提供更丰富的外设支持和更强的内置安全功能,使我们能够控制更多电机,在对速度和精度要求严苛的场景中更快响应,并在机械手中集成更多传感器。我们正携手意法半导体,推动灵巧机械手从工厂自动化到医学实验室等场景的实际应用,让日常生活更加便捷。”

赋能数字电源与电机控制的先进功能

STM32G5系列微控制器采用主频为280MHz的Arm® Cortex®-M33内核,并引入全新及升级的外设,包括增强型高分辨率定时器、位置编码器、可编程逻辑阵列和硬件安全功能。

提高能效、降低能源需求对当今的数据中心至关重要,尤其是在AI加速器密集部署的场景中。最新GPU集群的速度和性能不断提升,正推动单机架功率向1MW迈进;到2030年,超大型数据中心的峰值功率需求可能超过2GW。在如此规模下,即使能效仅有小幅提升,也能减少能量损耗和冷却需求。借助高分辨率定时器,设备制造商可以采用精密算法,根据服务器工作负载带来的功率需求变化,动态调整电源单元配置,从而实现最佳效率。此外,凭借更精确的时序控制,STM32G5还能够应对采用碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)宽禁带半导体的电源所需的更高开关频率。                                                                                                     

人形机器人对电机控制提出了复杂要求,包括多轴同步驱动,通常还需要提供大电流以产生高扭矩,并始终保持快速响应,确保动作流畅自然。对于手掌和手指等对精度要求更高的机构,则需要更精细的控制,一只机械手的电机数量就可能多达20个。人形机器人是物理AI最直观的应用之一,STM32G5的先进功能有望进一步拓展价格亲民、实用性强的人形机器人市场。

先进的功能安全与信息安全保障

STM32G5微控制器引入全新的PLAy可编程逻辑阵列,让开发者能够通过稳健可靠的定制硬件实现特定功能,减少对外部胶合逻辑电路的需求。

STM32G5集成前沿安全功能,包括安全配置能力,不仅提升了产品价值,也为数据中心应用带来重要优势,有助于满足当前及未来的合规要求。意法半导体将Cortex-M33的Arm TrustZone IP与自有STM32Trust安全功能相结合,其中包括用于安全启动和安全固件更新的不可变信任根(STiRoT)。此外,该系列还配备支持最新算法的先进加密引擎,包括意法半导体的PQC软件库,并提供软件保护、加密密钥等敏感数据的安全存储、防篡改检测、侧信道攻击防护,以及全生命周期安全管理支持。

更完善的开发生态系统

STM32G5拥有面向数字电源和电机控制应用的专用开发生态系统,涵盖硬件、软件、文档及培训资源,帮助开发者加快开发进程,缩短产品上市时间。

最新一代STM32CubeMX2开发工具已支持STM32G5系列。该工具支持全新的开发流程,并提供实时代码预览等先进功能,帮助开发者节省时间、即时获得反馈。此外,优化的图形用户界面、全新的时钟与引脚配置功能以及在线文档,让依赖关系管理和项目更新更加便捷。

STM32G5系列还可借助全新的STM32Cube硬件抽象层(HAL2),全面调用其丰富的硬件功能,同时显著优化内存占用。

更多技术特性:

  • Cortex-M33内核(主频280MHz时,性能达420 DMIPS,Coremark得分为1136)
  • 更丰富的硬件加速功能:指令/数据缓存(I/D cache)和程序执行加速器(routine booster)
  • 可编程逻辑阵列(PLAy)支持在芯片内部实现定制硬件功能
  • 首款搭载意法半导体增强型12通道高分辨率定时器的MCU,非常适合数字电源应用
  • 电机控制定时器和位置编码器(POSENC)
  • 丰富的先进模拟外设,包括12位模数转换器(ADC)、运算放大器、12位数模转换器(DAC)及超高速比较器
  • STM32 Nucleo开发板(NUCLEO-G564RE),搭载LQFP64封装的STM32G5-512K微控制器
  • 电机控制探索套件(B-G564E-MC1S)
  • 数字电源探索套件(B-G564E-DPOW1)
  • 数字电源软件库(X-CUBE-DPOWER)
  • 电机控制软件开发套件(X-CUBE-MCSDK)
  • LQFP封装提供两种版本,其中增强散热的裸露焊盘版本可满足更严苛的运行工况要求,适用于有此需求的数据中心电源应用

STM32G5微控制器现已量产,片上Flash容量从64Kbytes到512Kbytes,封装选择从小尺寸QFN32到LQFP128;如需了解更多信息,请访问st.com/stm32g5。

关于意法半导体

意法半导体拥有49,000名半导体技术的创造者和创新者,掌握半导体供应链和先进的制造设备。作为一家半导体垂直整合制造商(IDM),意法半导体与二十多万家客户、成千上万名合作伙伴一起研发产品和解决方案,共同构建生态系统,帮助他们更好地应对各种挑战和新机遇,满足世界对可持续发展的更高需求。意法半导体的技术让人们的出行更智能,让电源和能源管理更高效,让云连接的自主化设备应用更广泛。我们正按计划在所有直接和间接排放(包括范围1和范围2)、产品运输、商务旅行以及员工通勤排放(重点关注的范围3)方面实现碳中和,并在2027年底前实现100%使用可再生电力的目标。 详情请浏览意法半导体公司网站:www.st.com.cn 

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