№8 / 2013 / статья 2

Используешь дорогое для дешевых приложений? – значит, не слышал об ST VALUE LINE

Роман Попов (КОМПЭЛ)

Рынок микроконтроллеров развивается стремительно и конкуренция с каждым годом становится все сильнее и сильнее. Чтобы стать лидером, нужно не просто сделать продукцию актуальной и отвечающей мировым стандартам качества, но и создавать уникальные предложения, удовлетворяющие требования самого взыскательного потребителя.

Компания STMicroelectronics изначально не была лидером на рынке микроконтроллеров. Лишь в середине 2000 гг. компания начала вкладывать значительные ресурсы в данный сегмент рынка — открывать дизайн-центры, больше инвестировать, адаптировать и развивать технологии для производства микроконтроллеров, плотно сотрудничать с компанией ARM. И это принесло свои плоды — флагманом стал продукт под названием STM32 на ядрах Cortex-Mx (доля ядер Cortex-Mx на мировом рынке, по данным за 2012 год, составляет порядка 46%).

Параллельно с развитием семейства STM32, не оставалась без внимания и линейка 8-битных решений. По факту было разработано новое 8-битное ядро STM8, впитавшее в себя все наработки предыдущих 8-битных ядер и продуктов на их основе. Также была внедрена новая 130 нм EEPROM-технология производства 8-битных микроконтроллеров, что позволило получить очень надежный продукт с отличными ценовыми параметрами. Но все равно вторгнуться на рынок самых простых и дешевых микроконтроллеров не получалось, т.к. минимальный по функционалу контроллер был уровнем выше своих конкурентов, и цена, соответственно, также была выше. Например, самый простой микроконтроллер линейки STM8S на тот момент имеет объем Flash-памяти 4 Кбайт, SRAM — 1 Кбайт, корпус SO-20.

 

Семейство STM8: Начало вторжения!

В 2012 году компания STMicroelectronics решилась на своеобразный эксперимент и выпустила линейку простых микроконтроллеров с урезанным функционалом, но, в то же время, сохранивших все основные качества микроконтроллеров, программную совместимость и совместимость по выводам. «Подопытным кроликом» стало семейство 5 В микроконтроллеров STM8S, а новая линейка получила свое название Value Line.

Данная линейка вначале состояла из 3 наименований, на данный момент их количество равно 5 (рис. 1).

 

Линейка STM8S Value Line

 

Рис. 1. Линейка STM8S Value Line

Данная линейка получила отличный отклик от потребителей и сейчас является флагманом семейства STM8S. Она сыграла самую главную роль — смогла вторгнуться в сегмент самых дешевых и простых 8-битных микроконтроллеров с лучшей ценой. А по функциональному наполнению она превосходит своих конкурентов на порядок. Для сравнения, самый простой микроконтроллер STM8S003F3P6 работает на частоте 16 МГц/16 MIPS, имеет на борту 8 Кбайт Flash-памяти, 1 Кбайт SRAM-памяти, 128 байт EEPROM, несколько 16-битных таймеров, 10-битный АЦП и по одному интерфейсу UART, SPI и I2C. Коммуникационные интерфейсы — это отдельные полноценные модули, а не 1 модуль на шине, который позволяет в единый момент времени использовать только 1 из интерфейсов. Цена от 500 штук составляет порядка 10…13 рублей (в зависимости от курса $) за данный микроконтроллер.

Так за счет чего удалось добиться такого соотношения цены и функциональности? Компания выработала целую стратегию, заключающуюся в EEPROM-технологии 130 нм, концентрации только на нескольких популярных позициях с оптимальной ценой материалов производства, измененных процессах финального тестирования продукта с высоким коэффициентом параллелизма. Также набор функционала, по сравнению с предыдущими линейками, был обращен в сторону упрощения. Но никаких изменений при производстве на уровне силикона не произошло.

Та же самая участь постигла и линейку STM8L, предназначенную для приложений с батарейным питанием. Здесь всего 3 наименования (рис. 2).

 

Линейка STM8L Value Line

 

Рис. 2. Линейка STM8L Value Line

Отметим, что самый младший микроконтроллер в линейке STM8L051F3P6 обладает такими параметрами как частота работы 16 МГц/16 MIPS, 8 Кбайт Flash-памяти, 1 Кбайт SRAM-памяти, 256 байт EEPROM, DMA-контроллер, 12-битный АЦП, аппаратные RTC, несколько 16-битных таймеров и по одному интерфейсу UART, SPI и I2C. Плюс ко всему этому, микроконтроллер имеет отличные показатели по энергопотреблению. В более старших контроллерах имеется встроенный модуль LCD-дисплея, что делает микроконтроллеры STM8L Value Line оптимальным решением для простых однофазных счетчиков. Цена от 500 штук составляет порядка 15…17 рублей за микроконтроллер.

В данных линейках микроконтроллеров есть некоторые ограничения, на которые следует обращать внимание — количество циклов записи/стирания Flash — 100 и EEPROM — 100 000 циклов при 85°C, коммерческий температурный диапазон — -40…85°C, нет встроенного датчика температуры и нет сервиса программирования Flash-памяти на фабрике ST. Также у каждого микроконтроллера из линейки Value Line есть полный аналог с отсутствием данных ограничений, но цена выше.

 

Тяжелая артиллерия не отстает

После хороших показателей на рынке 8-битных микроконтроллеров, компания STMicroelectronics не оставила без внимания и семейство 32-битных микроконтроллеров STM32. В 2013 году появились новые представители линеек семейства 32-разрядных низкопотребляющих микроконтроллеров STM32L на ядре Cortex-M3 (рис. 3) и 32-разрядных индустриальных микроконтроллеров STM32F0 на ядре Cortex-M0 (рис. 4). Здесь, как и в случае с микроконтроллерами семейства STM8 Value Line, концепция осталось неизменной — концентрация сил на нескольких популярных позициях и оптимизация процесса тестирования конечной продукции.

 

Линейка STM32L Value Line

 

Рис. 3. Линейка STM32L Value Line

 

 

Линейка STM32F0 Value Line

 

Рис. 4. Линейка STM32F0 Value Line

Как можно видеть на рисунке 3, линейка состоит из 4 наименований. Цена за самый дешевый STM32L100R8T6 составляет чуть более 1$ при заказе от 500 шт. Параметры данного микроконтроллера — 32 МГц, 64 Кбайт Flash, 8 Кбайт SRAM, 2 Кбайт EEPROM, 20 каналов 12-битного АЦП, 2 канала 12-битного ЦАП, 16-битные таймеры, встроенный LCD 4×32/8×28, 2 компаратора, по 2 SPI/I2C, 3 USART и 1 USB-интерфейс.

Современные тенденции рынка таковы, что требования по производительности к микроконтроллерам с батарейным питанием постоянно повышаются, т.к. приборы становятся все сложней, их функционал увеличивается. Как раз для таких устройств и предназначена линейка STM32L на ядре Cortex-M3, сочетающая в себе 32-разрядную архитектуру, высокую производительность и большой набор периферии.

За счет внедрения новых технологий производства современные 32-битные микроконтроллеры по ценам уже подошли очень близко к 8-битным решениям. Как раз для таких целей компания ARM разработало ядро Cortex-M0, которое имеет очень маленький набор инструкций, оптимизированные средства внутрисхемной отладки и занимает очень мало места на кристалле, что, несомненно, сказалось на его цене.

Ну и последняя новинка 2013 года — это выпуск линейки STM32F0 Value Line на ядре Cortex-M0 (рис. 4). Семейство состоит из 5 линеек, оптимизированных по функционалу и цене. Цена за младший микроконтроллер STM32F030F4P6, который появится на складе компании КОМПЭЛ в ноябре, будет составлять порядка 16-18 рублей. Его параметры — 48 МГц, 16 Кбайт Flash, 4 Кбайта SRAM, 4 таймера 16 бит, 11 каналов 12-битного АЦП, по 1 интерфейсу SPI, I2C и USART.

Как и в случае с STM8, в линейках Value Line STM32F0 и STM32L100 имеются похожие ограничения — количество циклов записи/стирания Flash — 1000, коммерческий температурный диапазон -40…85°С, нет датчика температуры, отсутствует ЦАП и чуть хуже параметры точности встроенных кварцевых RC-генераторов.

У каждого микроконтроллера из линейки Value Line есть полный аналог с отсутствием данных ограничений, но цена выше.

 

Средства отладки

Для всех линеек Value Line компания STMicroelectronics предлагает недорогие отладочные платы DISCOVERY (рис. 5). Данные отладки стоят менее 800 рублей и включают в себя все необходимое для быстрого старта — встроенный отладчик, пакет примеров и библиотеку на языке С для работы с периферией микроконтроллера. Разработчику нужно просто подключить отладку с помощью USB-кабеля к персональному компьютеру и начать работу.

 

Отладочные платы DISCOVERY

 

Рис. 5. Отладочные платы DISCOVERY

 

А напоследок я скажу…

С новыми линейками Value Line компания STMicroelectronics предлагает разработчикам более выгодное соотношение функциональность/цена, по сравнению со старшими собратьями из семейств STM8 и STM32. Не смотря на некоторые ухудшения в параметрах — отсутствие батарейного питания, сниженный объем памяти и диапазон питающих напряжений, меньшее количество циклов записи/стирания памяти и т.п., — микроконтроллеры имеют очень привлекательную цену, зачастую лучшую на рынке. В данной статье приведен общий обзор линеек микроконтроллеров Value Line, сделан акцент на их различиях и особенностях. Далее в журнале вы можете получить более детальную информацию — каждая линейка подробно рассмотрена в отдельной статье.

Получение технической информации, заказ образцов, поставка — e-mail: mcu.vesti@compel.ru

 

 

EEPROM-память от ST обеспечивает 4 млн циклов записи/стирания

 

В начале 2013 года компания STMicroelectronics начала производство EEPROM-памяти по новой технологии. Последние семейства EEPROM-памяти производства компании STMicroelectronics, которая является поставщиком №1 EEPROM в мире, выполнены по передовой технологии CMOSF8H 0,15 мкм и гарантируют до 4 миллионов циклов стирания/записи, в то время как конкурирующие устройства предлагают только 1 млн. циклов. Повышенный ресурс памяти позволяет чаще сохранять данные и отказаться от алгоритмов избыточной записи, требующих лишних объемов памяти. Максимальный объем памяти составляет 2 Мбит, у конкурентов максимальный объем составляет 1 Мбит.

Дополнительным преимуществом является прописанная в спецификациях надежность памяти при повышенных температурах — производитель гарантирует до 400 000 циклов записи при 145°С и сохранность данных до 200 лет при 55°С. Все это позволяет увеличить срок службы конечных изделий при повышенных температурах и работе с данными, требующими частого обновлениях, например в даталоггерах.

EEPROM-память STMicroelectronics одной и той же емкости выпускается как для индустриального применения (например, M24C32-RMN6TP), так и для автомобильных приложений (M95320-DRMN3TP/K). Последняя соответствует автомобильному стандарту качества AEC-Q100.

На рынке EEPROM-памяти компания STMicroelectronics предлагает самое полное и разнообразное портфолио EEPROM-памяти как в стандартных корпусах DIP, SO, TSSOP, так и в миниатюрных — UFDFPN8 (2×3 мм) и WLCSP (1х1 мм), в широком диапазоне питающих напряжений 1,6…5,5 В.

Поддерживаемые интерфейсы обмена данными — SPI, I2C и Microwire:  

a. Серия M24: объем 1 Кбит…2 Мбит, I2C-интерфейс;

b. Серия M95: объем 1 Кбит…2 Мбит, SPI-интерфейс;

c. Серия M93: объем 1 Кбит…16 Кбит, Microwire-интерфейс.

Наши информационные каналы

Рубрики:

О компании ST Microelectronics

Компания STMicroelectronics является №1 производителем электроники в Европе. Компоненты ST широко представлены в окружающих нас потребительских товарах – от iPhone до автомобилей разных марок. Лидеры индустриального рынка выбирают компоненты ST за их надежность и выдающиеся технические параметры. В компании ST работает 48 000 сотрудников в 35 странах. Производственные мощности расположены в 12 странах мира. Более 11 тысяч сотрудников заняты исследованиями и разработками – инновационное лидерство ...читать далее