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STMicroelectronics ha ampliato il proprio portafoglio di dispositivi della serie STM32 con l’aggiunta di oltre 300 microcontrollori. L’STM32 F0 è una famiglia completamente nuova di dispositivi che uniscono funzioni avanzate al processore embedded ARM® Cortex™-M0 a bassissimo consumo, per affrontare applicazioni a costi molto contenuti. La nuova famiglia di microcontrollori colma il divario con le applicazioni basate su dispositivi a 8 o 16 bit, e permette di realizzare sofisticate funzioni complesse anche mantenendo contenuti i costi dei prodotti finali.
Le serie di processori ARM Cortex-M hanno già rivoluzionato la progettazione di prodotti elettronici modificando la tradizionale necessità di trovare un bilanciamento, in fase di progetto, tra prestazioni, costi, consumi, facilità d’uso scalabilità. Con la creazione dell’STM32 che nel suo DNA comprende eccellenti prestazioni in tempo reale, un’ottima efficienza nei consumi, un insieme di stupefacenti periferiche diversificate e un ecosistema di grande valore di strumenti per lo sviluppo, la ST ha stabilito la famiglia più ampia e di maggior successo nell’industria di microcontrollori basati sulla serie di processori Cortex-M e che comprende anche la gamma di microcontrollori più potenti al mondo basati sul processore Cortex-M4.
La nuova famiglia STM32 F0, annunciata oggi, sfrutta questo DNA utilizzando il consolidato nucleo centrale (core) Cortex-M0, nella versione a 48MHz, e aggiungendo caratteristiche di elevato valore non disponibili in dispositivi concorrenti.
“La famiglia STM32 F0 estende ulteriormente i vantaggi della piattaforma del nostro portafoglio della serie di processori Cortex-M, e permette ai clienti di sfruttare il DNA dell’STM32 a prezzi veramente competitivi,” ha spiegato Michel Buffa, Direttore generale della Divisione Microcontrollori della ST. “Combinando insieme le migliori periferiche di controllo e comunicazione e il core M0, la serie STM32 F0 permette di sviluppatori di realizzare nuove soluzioni che offrono funzioni e potenza che in passato richiedevano costi decisamente più elevati .”
“ST è stata uno dei partner principali di ARM per il processore Cortex-M3, la prima serie di processori Cortex-M e successivamente ha arricchito l’ecosistema ARM con prodotti di elevato valore che utilizzano le proprietà intellettuali di ARM, ST e diversi fornitori di strumenti di sviluppo” ha commentato Keith Clarke, Vice President, Embedded Processors, ARM. “Il processore Cortex-M0 è un eccellente opportunità per chi utilizza microcontrollori a 8:16 bit per i propri sviluppi; permette infatti di ottenere i vantaggi di prestazione di un’architettura a 32 bit senza sacrificare i consumi o la superficie occupata, dando in più la possibilità di migrare senza alcun problema in futuro verso i processori Cortex più potenti.”
L’STM32 F0 espande ulteriormente il portafoglio STM32, indirizzandosi ad applicazioni per le quali in precedenza venivano utilizzati microcontrollori a 8 bit, e che possono avvantaggiarsi del DNA dell’STM32 sfruttando la disponibilità di una gamma completa, risorse manifatturiere e costi contenuti. I miglioramenti della famiglia STM32 F0 comprendono fino a sette temporizzatori adatti per il controllo, per esempio, di motori o elementi riscaldanti e che permettono di controllare con un solo dispositivo i diversi elementi di una piastra di cottura a induzione.
La serie STM32 F0 integra anche il supporto hardware per il controllo Consumer Electronics Control (CEC) previsto dall’interfaccia HDMI. Questo ne semplifica l’utilizzo in numerosi sistemi multimediali domestici, permettendo di realizzare collegamenti basati sui più recenti protocolli standard mentre la CPU, la memoria e le periferiche del microcontrollore possono eseguire altri compiti. Il kernel CEC può utilizzare un segnale indipendente esterno di temporizzazione (clock) a bassa frequenza a 32 kHz o il segnale interno a 8 MHz in modo da ridurre ulteriormente i costi del sistema. Inoltre, la frequenza di 12 MHz per la commutazione degli I/O dell’STM32 F0 permette ai progettisti di realizzare sofisticate applicazioni di controllo con costi e consumi ridotti.
Sono già disponibili, per i principali clienti, i campioni dei microcontrollori STM32 F0 al prezzo unitario di vendita di $0,95 per l’acquisto di almeno 1000 pezzi. La produzione in volumi è prevista dal secondo trimestre 2012. I componenti saranno disponibili nei package UFQFPN32 da 32 terminali, LQFP48 da 48 terminali e LQFP64 da 64 terminali. Verranno introdotte presto anche le versioni da 29 e 100 terminali.
Tra le ulteriori caratteristiche integrate nel chip vi sono un blocco analogico che comprende un convertitore analogico-digitale (ADC) da 12 bit e 1 Msample/s, un convertitore digitale-analogico (DAC) da 12 bit e due comparatori programmabili d’ingresso/uscita accoppiati strettamente al DAC. In questo modo è possibile garantire prestazioni analogiche decisamente superiori rispetto a qualunque altro dispositivo concorrente basato sull’M0. I progettisti possono quindi utilizzare un processore a basso costo anche per applicazioni che richiedono precisione ed alta velocità nella rilevazione e controllo su diversi canali.
Con quattro modalità di funzionamento a basso consumo, tra cui uno STOP da 5,3 µA e uno STANDBY da 2,8 µA mantenendo attivo il segnale di clock in tempo reale, la famiglia STM32 F0 è molto attenta a ridurre consumi, semplifica la realizzazione e prolunga la durata della batteria di applicazioni come telecomandi, reti di sensori e contatori elettronici intelligenti. Questi dispositivi saranno anche particolarmente adatti per controllori industriali, automazione di edifici, stampanti, elettrodomestici “bianchi” giochi elettronici, lettori di DVD/Blu-ray e ricevitori audio/video.
I temporizzatori PWM da 16 e 32 bit integrati nel chip hanno diverse funzioni tra cui 17 ingressi/uscite di cattura/comparazione mappati su un massimo di 28 terminali esterni che li rendono ideali per applicazioni di controllo del motore. Inoltre, sono disponibili due temporizzatori con controllo per la trasmissione a infrarossi che semplificano l’implementazione di protocolli di comunicazione a infrarossi.
Tra le diverse caratteristiche per le comunicazioni ad alte prestazioni vi sono un’interfaccia Serial Peripheral Interface (SPI) che supporta “frame” di dati programmabili fino a 16 bit con baud rate fino a 18 Mbit/s, oltre a una porta I2C che supporta comunicazioni Fast mode+ fino a 1 Mbit/s. Inoltre, l’eventuale attività presente sulla porta I2C può riattivare il microcontrollore dallo stato di STOP con indirizzi compatibili e vincoli ridotti per una semplice impostazione del clock di comunicazione. Meccanismi analogici e digitali per il filtraggio del rumore garantiscono un sistema di comunicazione robusto. È disponibile anche una USART da 6M bit/s con diverse opzioni per il clock in ingresso che può funzionare in maniera indipendente dalla frequenza di clock del processore principale.
I vantaggi e la filosofia della serie di processori ARM Cortex-M:
Rendendo disponibile una serie di nuclei centrali (core) standard industriali, acquisibili su licenza da parte di altri produttori di microcontrollori, la famiglia di processori della serie ARM Cortex-M libera i progettisti dalla necessità di dover ricorrere ad architetture proprietarie con i limiti che ne conseguono. La famiglia attualmente comprende il processore M0 a 32 bit, con bassissimi consumi e a basso costo, il processore M3 a 32 bit con una gamma completa di funzionalità e in grado di supportare applicazioni che vanno dalle più economiche a quelle che richiedono le prestazioni più elevate, e il processore M4 che unisce a un processore standard a 32 anche una unità (core) per l’elaborazione dei segnale digitale, Digital Signal Processing (DSP).
Le società che si occupano di realizzazione di sistemi e che in passato erano vincolate a utilizzare le più vecchie famiglie a 8 e 16 bit, poiché le conoscevano bene e avevano eseguito investimenti in strumenti e software, possono passare ai microcontrollori basati sui processori della serie ARM Cortex-M sfruttando i vantaggi di una architettura a 32 bit dalle prestazioni più elevate, capace di supportare funzioni aggiuntive e applicazioni più sofisticate.
I vantaggi del passaggio ai microcontrollori basati sul processore ARM Cortex sono, tra gli altri, la competitività economica rispetto alle più vecchie famiglie a 8 e 16 bit, grazie alla più moderna struttura di Cortex, e una maggiore flessibilità e scalabilità grazie alla compatibilità dal punto di vista della disposizione dei terminali, del software e delle periferiche all’interno di famiglie di microcontrollori molto ricche come la famiglia STM32 della ST. I microcontrollori basati sui processori della serie ARM Cortex-M sono inoltre contraddistinti da un basso consumo, da elevate densità di memorie Flash e RAM integrate sul chip, da un’ampia scelta di package: dalle versioni a basso costo e con un numero di terminali relativamente basso fino ai package BGA di tipo con terminali a passo ravvicinato che mettono a disposizione un elevato numero di I/O.
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