工业自动化正如火如荼的发展当中。所谓的工业自动化，即是将工厂设备互联，以提高过程控制系统的效率和可靠性。这会反过来降低成本、提高质量、增加灵活性、减少环境影响。
而要实现工业自动化，半导体可说是关键的推动因素，而工业用微控制器（MCU），更是其中不可或缺的元件，扮演小兵立大功的角色。而在工厂自动化和工业应用产品的设计和制造方面拥有 30 多年的经验的意法半导体（STMicroelectronics），则是透过最完善的产品线、高可靠度、产品生命周期长达 10 年等优势，协助开发人员应对设计挑战的解决方案，打造未来工厂。
因应工业市场，ST 持续针对市场变化与用户需求，不停强化 STM32 产品系列。意法半导体亚太区资深产品行销经理杨正廉表示，客户最需要的产品，除了要有可靠度、长生命周期之外，容易开发是一大重点，以让工控操作更简单；而这些需求，意法半导体透过完善的 MCU 产品线就可以满足。
高速运算 MCU 满足数位电源、AIoT 应用
现在的工业应用除了愈来愈强调智慧化之外，数位电源应用也与日俱增，以实现更好的电源控制效率。为此，ST 特地推出了 STM32G4 MCU，添加了新数学加速器，使其具备更快的运算速度、更佳的精确度，进而提升电源使用效率。
▲ （Source：意法半导体）
STM32G4 的特色在于，除了有基于 170MHz 的 Arm Cortex-M4 高速内核心之外，还具有浮点单元和 DSP 扩充指令集支援功能，在性能测试上，能有着213DMIPS 和 550 CoreMark 的成绩。同时还具备多达 5 个 400 万次/秒的 12 位元类比数位转换器（ADC）、多达 6 个高速、高增益带宽运算放大器，以及多达 7 个通道，1,500 万次/秒 12 位元数位的类比转换器（DAC）。
更值得一提的是，STM32G4 还导入滤波算法加速度器（Filter-Math Accelerator, FMAC）和 CORDIC 专用引擎，以满足数位电源应用需求。数学运算加速器专门用于加快运算速度，例如，在家电或空调中所采用的节能马达控制算法中之三角函数计算，以及讯号调节或数位电源控制算法中的滤波算法，运算速度相较通用主处理器更快，且效率更高。此外，这种减负方式还可让内核心释放更多资源，用于接收更多感测器资料和控制其他功能。
除了 STM32G4 之外，因应人机界面设计，以及未来 AI+IoT 趋势，ST 也推出双核 MCU“STM32H7”，其特色不只搭载了 Cortex-M7/M4 核心，内嵌式的闪存设计有别于市面上 MCU 加挂闪存的方式，其拥有更大的储存空间，得以实现更多创新应用。
据悉，STM32H7 单核系列采用 Arm Cortex-M 系列中性能最高的Cortex-M7 （550MHz） 内核。此外， STM32H7双核系列则采用Cortex-M7（480MHz）内核，加上一颗 240MHz Cortex-M4（240MHz） 内核，让开发人员可以轻松升级来弹性地使用这两个核心。以马达控制为例，可将以往在 Cortex-M4 单核心 MCU 上的原始程式码移转到 STM32H7 中的 Cortex-M4 上，并由 Cortex-M7来执行更先进且复杂的图形化使用者界面。另一个例子是可减低主处理器的密集型工作负荷，例如，神经网络、校验和、DSP 滤波器或音讯编解码，提升执行效能。
杨正廉指出，STM32H7 定位适合高阶应用，可说是“高贵不贵”的产品。主要除了满足工业应用的人机界面设计外（愈来愈多机台上面有触控面板），其余像是数位仪表、智慧家庭中的触控面板等，都可以使用。另外，为了提供客户更多的选择，ST 除了 STM32H7 之外，还有 STM32F7，同样能满足人机界面的设计需求。
不仅持续更新产品，ST 也积极强化生态系和资安防护
不仅拥有最完善的 MCU 产品线，ST也透过 STM32Cube 开发软件，积极建构 MCU 生态系统。STM32Cube 生态系统整合了 STM32CubeMX 与 STM32CubeIDE，更包含 STM32CubeProgrammer 的程式码烧写器和 STM32CubeMonitor 系列的程式码执行监控器，为 STM32 开发人员提供更大的灵活性。
▲ 意法半导体为 STM32Cube 生态系统新增功能，提升软件开发效率。（Source：意法半导体）
同时，ST 近日也宣布对 STM32Cube 软件开发生态系统进行软件更新，使用者能更轻松地筛选软件范例，收集和使用开发工具，自订、使用和分享 STM32Cube 扩充套装软件。
这些更新为 MCU 配置和专案设定工具（STM32CubeMX version 6.0）以及 STM32CubeIDE v1.4 multi-OS C/C++ 开发平台带来新的强化功能。现在，这两个工具可直接存取最新的 STM32Cube MCU 套装软件和扩充包，其中包含执行 STM32 微控制器和外部周边，以及感测器或通讯界面等外部元件所需的软件。此外，使用者还可以直接从大量软件范例中任选一个开始专案开发，同时透过两个工具轻松查看软件范例。
杨正廉强调，MCU的数量做得再多，如果没有结合生态系，其实很难推展；这就像手机，如果手机做得再好，没有好的App配合的话，也难以满足使用者需求。所以，STM32Cube 其实就是一个“海纳百川”的概念，打造一个开放场域，让客户的产品与 ST 的生态系统结合得更完整，让使用者更易于使用。
而在持续推出新品，满足客户需求之余，ST 也十分关注资安的重要性，特别是在这个联网化的时代。因此，STM32 产品系列都还有各种资安防御功能，像是 SBSFU 安全启动，即每次执行使用者应用程序前，均会检查代码的真实性和完整性，避免恶意程式运行，借此保护空中下载（Over the Air，OTA）升级和补丁时的安全。其余的像是乱数产生器、密码加密演算、加解密演算、固件更新等安全功能，提供最安全的防护机制，达到客户所需的资安防护需求。
（首图来源：科技新报）
