數(shù)字電源因?yàn)榫哂懈呒啥?、更快的瞬時(shí)響應(yīng)等優(yōu)勢(shì)，被物聯(lián)網(wǎng)等眾多領(lǐng)域市場(chǎng)看好?；诖?，數(shù)字電源的使用正在快速增長(zhǎng)。由此，也帶動(dòng)了數(shù)字電源主控產(chǎn)品的發(fā)展，引得眾多MCU廠商投身于此。ST于5年前進(jìn)入數(shù)字電源主控市場(chǎng)，作為這個(gè)市場(chǎng)的新人，ST用什么贏得市場(chǎng)的青睞？

　　五年磨一劍，G4與F3齊頭并進(jìn)

　　2014年，ST以STM32F334進(jìn)軍數(shù)字電源主控市場(chǎng)。當(dāng)時(shí)的數(shù)字電源市場(chǎng)，主要是由DSP產(chǎn)品主導(dǎo)。采用這種方式的產(chǎn)品，就促生了大量私有內(nèi)核的產(chǎn)生。而這些私有內(nèi)核的資源卻都需要DSP供應(yīng)廠商來(lái)支持。為了使數(shù)字電源使用更加方便，ST決定選擇ARM通用內(nèi)核來(lái)改善數(shù)字電源的使用環(huán)境。于是，ST在2012年發(fā)布的STM32F3系列之上，于兩年后，針對(duì)數(shù)字電源市場(chǎng)推出了STM32F334產(chǎn)品。

　　作為數(shù)字電源主控市場(chǎng)的新人，ST以F334為基礎(chǔ)，用了3年時(shí)間收集了大量的市場(chǎng)反饋，隨后又花了近2年的時(shí)光進(jìn)行研發(fā)。在5年后的今天，推出了STM32G4系列產(chǎn)品。至此，針對(duì)數(shù)字電源產(chǎn)品路線，ST擁有了較低端的STM32F334，高端STM32H743產(chǎn)品，與F3和H7兩個(gè)平臺(tái)之間過(guò)渡產(chǎn)品——STM32G4。

　　與F334相同的是，G4系列也采用了ARM M4的內(nèi)核。延續(xù)了以通用內(nèi)核打造更方便使用的數(shù)字電源的理念。Jean-Marc Mathieu表示：“隨著工藝的提升和ARM內(nèi)核所具備的DSP性能，有些產(chǎn)品的性能已經(jīng)不輸于傳統(tǒng)DSP?！?/p>

　　ST微控制器事業(yè)部微控制器產(chǎn)品經(jīng)理、數(shù)字電源及電機(jī)控制市場(chǎng)經(jīng)理Jean-Marc Mathieu表示：“作為F334的繼任者，G4系列的出現(xiàn)并不是為了取代前代產(chǎn)品，而是在STM32F334的基礎(chǔ)上做了提升，去覆蓋更復(fù)雜的一些數(shù)字電源應(yīng)用場(chǎng)景，而這些應(yīng)用場(chǎng)景通常是STM32F334力所不能及的?！?/p>

　　據(jù)介紹，ST本次推出的G4在數(shù)字電源市場(chǎng)可應(yīng)用于包括高頻數(shù)字開(kāi)關(guān)電源、功率因數(shù)補(bǔ)償，在大功率數(shù)字能源轉(zhuǎn)換等場(chǎng)景，主要是面向于服務(wù)器、通訊電源、電動(dòng)汽車(chē)充電樁和充電，也是STM32G4要覆蓋的主要目標(biāo)市場(chǎng)之一。

　　數(shù)學(xué)加速器，G4系列的秘密武器

　　STM32G4系列的推出，不僅填補(bǔ)了ST在數(shù)字電源產(chǎn)品上的空白，也在于進(jìn)一步優(yōu)化了PCB級(jí)設(shè)計(jì)，降低了BOM成本。

　　從廣義上講，本次推出的STM32G4的優(yōu)勢(shì)在于，該產(chǎn)品基于Cortex M高效ARM內(nèi)核，帶有DSP運(yùn)算性能和浮點(diǎn)運(yùn)算指令集。除此之外，G4也設(shè)計(jì)很多豐富并且高端的模擬外設(shè)。ST希望通過(guò)這種數(shù)模組合的方式來(lái)滿足用戶對(duì)兼顧控制邏輯與模擬信號(hào)處理的需求。

　　在此，Jean-Marc Mathieu將“性能、豐富的內(nèi)置數(shù)模外設(shè)、功能安全與信息安全以及完整的產(chǎn)品”總結(jié)為G4系列的四大關(guān)鍵詞。

　　具體來(lái)說(shuō)，在性能方面上，ST在G4系列中放置了三個(gè)不同的硬件加速器。包括一個(gè)ART加速器（動(dòng)態(tài)緩存），用來(lái)提升代碼綜合執(zhí)行效率；一個(gè)Routine Booster CCM-SRAM（關(guān)鍵程序加速），以靜態(tài)緩存的方式可供用戶把最關(guān)鍵的代碼拷貝到CCM-SRAM中，據(jù)介紹，在這個(gè)區(qū)域中執(zhí)行代碼，不會(huì)有任何延時(shí)。除這兩個(gè)加速器外，ST還在G4上增添了數(shù)學(xué)加速器，這是STM32G4的新功能。Jean-Marc Mathieu將之稱(chēng)為是“STM32G4帶來(lái)的一個(gè)具有革新意義的特性”。

　　據(jù)介紹，在G4中增添的數(shù)學(xué)加速器分為數(shù)學(xué)公式運(yùn)算（包括三角函數(shù)）和數(shù)字濾波器兩部分。這兩個(gè)部分可以調(diào)用在控制領(lǐng)域中，包括馬達(dá)驅(qū)動(dòng)、電源轉(zhuǎn)化類(lèi)產(chǎn)品設(shè)計(jì)中經(jīng)常用到的數(shù)學(xué)公式，從而減輕CPU的負(fù)荷。CPU就可以空閑出來(lái)執(zhí)行其他的指令，因此，它的運(yùn)算效率也了提升5倍左右。

　　除此之外，G4還增加了兩個(gè)新的封裝，——80腳封裝與128腳的封裝。據(jù)Jean-Marc Mathieu介紹，G4系列產(chǎn)品可以在64腳、100腳到144腳封裝跨度上做更細(xì)的區(qū)分，并以此來(lái)滿足不同用戶的需求。

　　G4系列產(chǎn)品發(fā)展規(guī)劃

　　集成了新功能的G4系列，除了專(zhuān)注于數(shù)字電源市場(chǎng)的發(fā)展，通用市場(chǎng)上也可以利用G4來(lái)創(chuàng)造出新的產(chǎn)品，這也是G4在未來(lái)發(fā)展中的兩條路線。

　　在通用系列中，G4主要面向的市場(chǎng)主要有三類(lèi)：

　　1.電機(jī)控制應(yīng)用場(chǎng)景：主要分布在家電類(lèi)、電動(dòng)自行車(chē)、工業(yè)動(dòng)力的應(yīng)用場(chǎng)景。G4系列MCU中包含的高速CPU、數(shù)學(xué)加速器、高級(jí)電機(jī)控制定時(shí)器、模擬外設(shè)、內(nèi)置的1%精度的RC時(shí)鐘等，可以在電機(jī)控制應(yīng)用場(chǎng)景中提升產(chǎn)品性能和優(yōu)化設(shè)計(jì)成本。

　　2.工業(yè)設(shè)備與測(cè)量?jī)x器：電機(jī)控制是工業(yè)控制的主要應(yīng)用場(chǎng)景場(chǎng)之一。在這類(lèi)應(yīng)用中，需要相關(guān)產(chǎn)品擁有較高的可靠性。為了滿足這類(lèi)市場(chǎng)的需求，G4被設(shè)計(jì)成為最高可在125度的狀態(tài)下工作。除此之外G4產(chǎn)品中還設(shè)置了雙Bank Flash，可以滿足工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中的在線升級(jí)需求。

　　3.輕量級(jí)應(yīng)用場(chǎng)景：高端消費(fèi)類(lèi)應(yīng)用。針對(duì)此類(lèi)應(yīng)用，G4可提供比較輕巧的封裝，在內(nèi)置豐富模擬外設(shè)的復(fù)合型產(chǎn)品中實(shí)現(xiàn)低功耗運(yùn)作?？商峁﹥?nèi)置模擬外設(shè)、數(shù)字音頻接口及USB Type-C Power Delivery 3.0的接口。

　　根據(jù)3類(lèi)通用市場(chǎng)和特定的數(shù)字電源市場(chǎng)的需求，G4發(fā)展出來(lái)了三條產(chǎn)品線。據(jù)Jean-Marc Mathieu介紹，這三條產(chǎn)品線包含一條高精度PWM型，該條產(chǎn)品線主要針對(duì)于數(shù)字電源市場(chǎng)，與之相對(duì)應(yīng)的產(chǎn)品是STM32G474，該產(chǎn)品還擁有一個(gè)高精度的12通道定時(shí)器。在通用市場(chǎng)方面上，ST推出了STM32G473，該產(chǎn)品與數(shù)字電源產(chǎn)品之間唯一的區(qū)別就是高精度定時(shí)器。同時(shí)，針對(duì)通用市場(chǎng)，ST還推出了入門(mén)級(jí)產(chǎn)品——STM32G4x1。Jean-Marc Mathieu介紹：“入門(mén)級(jí)產(chǎn)品并不代表入門(mén)級(jí)性能，我們?cè)谛阅苌蠜](méi)有任何讓步，170MHz的Cortex  M4內(nèi)核，同樣多的加速器，只是在模擬外設(shè)方面，它會(huì)比前面兩個(gè)產(chǎn)品稍微精簡(jiǎn)一些?！?/p>

　　除此之外，在軟件方面，STM32G4系列產(chǎn)品不僅可共享STM32家族的生態(tài)資源，ST還為G4提供了針對(duì)特定應(yīng)用場(chǎng)景的、更專(zhuān)業(yè)的生態(tài)系統(tǒng)資源。

　　憑借本次發(fā)布的STM32G4系列產(chǎn)品，我們看到了一個(gè)更加完善的STM32生態(tài)。

　　關(guān)鍵字：數(shù)字電源  ST