Einsteiger-MCUs für vernetzte Anwendungen

STMicroelectronics, ein Halbleiterhersteller, der Kunden in allen Bereichen der Elektronikanwendungen bedient, hat eine neue Generation von Mikrocontrollern (MCUs) der Einstiegsklasse vorgestellt, die die Leistung von Milliarden kleiner smarter Geräte in Fabriken, Haushalten, Städten und Infrastrukturen steigern und gleichzeitig extreme Anforderungen an Kosten, Größe und Energieverbrauch erfüllen. Die neue STM32C5-Serie richtet sich an Verbraucher- und professionelle Geräte wie smarte Thermostate, elektronische Türschlösser, industrielle intelligente Sensoren, Roboteraktuatoren, tragbare Elektronik und Computerperipheriegeräte.

„Der neue STM32C5 hebt die Präzision, Geschwindigkeit und Zuverlässigkeit preisgünstiger MCUs auf ein neues Niveau, um das Potenzial dieser Anwendungen zu realisieren. Er baut auf zwei Jahrzehnten STM32-Erfahrung auf und ist Teil unseres Ziels, das breiteste, skalierbarste und sicherste Portfolio von Einsteigergeräten bis hin zu fortschrittlichen MCUs zu liefern, die die Anwendungsreichweite eingebetteter Systeme neu definieren“, sagte Patrick Aidoune, Group Vice President und General Manager der General Purpose and Automotive Microcontrollers Division bei STMicroelectronics.

Durch ein verbessertes Design basierend auf STs proprietärem 40-nm-Fertigungsprozess können die STM32C5-MCUs Aufgaben deutlich schneller ausführen als viele heute verwendete Einsteigerchips. Dies gibt Produkten mehr Spielraum für moderne Funktionen wie verbesserte Sensorik, sanftere Steuerung und verbesserte Benutzererlebnisse – und das bei niedrigem dynamischem Stromverbrauch.

Schutzfunktionen und STM32Cube-Updates

Die STM32C5-MCUs integrieren eingebaute Schutzmechanismen, die Produkte vor Manipulation und Cyberrisiken schützen. Diese Sicherheitsfunktionen unterstützen sicherere vernetzte Geräte, was in Consumer- und Industriemärkten zunehmend an Bedeutung gewinnt.

Nutzer der neuen STM32C5-Serie profitieren von einer verbesserten STM32Cube-Umgebung, die jetzt größenoptimierte, produktionsreife Treiber bietet, um die vielen Hardwarefunktionen bestmöglich zu nutzen. Das modernisierte Ökosystem führt zudem verbesserte Codegenerierung und Entwicklungstools sowie erweiterte produktionsfertige Softwarebeispiele ein. Durch kontinuierliche Updates hilft die STM32Cube-Umgebung Entwicklern, schneller und effizienter zu programmieren und gleichzeitig die Fähigkeiten des Endprodukts zu maximieren.

„Bei SIT arbeiten wir in sicherheitskritischen Gas- und HLK-Umgebungen, in denen Zuverlässigkeit entscheidend ist. Für unsere neue Generation der Brenner-Integrated-Control-Plattform war die Wahl des STM32C5 eine natürliche Entscheidung, da er starke und vorhersehbare Echtzeit-Leistung bietet, die es uns ermöglicht, Verbrennung, Flammenerkennung und Sicherheitsverriegelungen, selbst bei kompakter Bauweise, präzise zu steuern. Wir konnten einen Großteil unserer validierten Firmware wiederverwenden, was die Entwicklung beschleunigte und die Zertifizierung vereinfachte; das Ergebnis ist eine robuste und skalierbare Steuerungsplattform, die auf langfristige Zuverlässigkeit und Compliance ausgelegt ist“, erklärte Dennis Agnello, Electronics Business Line Director, Heating & Ventilation, SIT Group.

Echtzeit-Steuerung in Heiztechnik und Anforderungen aus EV-Laden

„Der STM32C5 bietet die Leistung und Funktionsvielfalt, die es uns ermöglicht, ein kosteneffizientes Ladegerät der nächsten Generation für Wechselstrom sowohl für den öffentlichen als auch privaten Gebrauch zu entwickeln, das vollständig den neuesten Sicherheits-, Verschlüsselungs- und Schnittstellenanforderungen für Mess- und EV-Ladelösungen entspricht. Während des Projekts bot ST die Flexibilität und umfassende Ökosystemunterstützung, die wir benötigten, um die Entwicklungszeit zu verkürzen und wichtige funktionale und kostenseitige Herausforderungen zu lösen, damit wir unser Produkt schneller auf den Markt bringen konnten“, sagte Enrique Osorio, F&E-Direktor, Circontrol (Grupo Circutor).

Die STM32C5-MCUs gehen jetzt in die Produktion und sind in Gehäusegrößen von 3 mm x 3 mm UFQFPN20 bis 20 mm x 20 mm LQFP144 erhältlich. STM32 Nucleo-Evaluierungsboards und ein Display-Erweiterungsboard von Riverdi mit TouchGFX-Entwicklungssoftware zur Erstellung von grafischen Benutzeroberflächen für Einsteiger stehen zur Unterstützung der Entwicklung bereit.

Die Preise beginnen bei 0,64 US-Dollar für Bestellungen von 10.000 Einheiten.

Technische Informationen

Die neuen STM32C5-MCUs nutzen eine Implementierung des fortschrittlichen Arm-Cortex-M33-Embedded-Prozessors. Während der Arm-Kern fortschrittliche Leistung und Effizienz liefert, ist STs proprietärer 40-nm-Fertigungsprozess kosteneffizient, unterstützt höhere Taktraten und ermöglicht Speichergrößen über 512 KByte, wo Technologien mit geringerer Dichte nicht wettbewerbsfähig sind. Die STM32C5-MCUs verfügen über On-Chip-Flash ab 128 KByte, wodurch die Cortex-M33-Leistung zu einem attraktiven Preis für Einsteigeranwendungen zugänglich wird, die sonst auf leistungsschwächere Cortex-M0- und Cortex-M23-Geräte beschränkt sind. Geräte sind mit bis zu 1 MByte verfügbar und bieten großzügigen Code- und Datenspeicher, damit Produktdesigner anspruchsvolle neue Funktionen entwickeln können.

Die Implementierung des Arm Cortex-M33-Kerns im 40-nm-Knoten bringt verbesserte Rechenleistung zu Einsteigergeräten bei wettbewerbsfähigen Kosten und niedrigem Stromverbrauch. Dies beschleunigt Berechnungen wie eingebettete digitale Filter in der Sensorsignalaufbereitung, Rauschunterdrückung und Entprellung. Zudem erlaubt das Stromversorgungskonzept mit einem einzelnen Low-Dropout-Regler (LDO) zusätzliche Benutzer-I/O-Pins. Es gibt auch direkten Speicherzugriff (DMA), der hilft, Energie zu sparen, Systemreaktionen zu verbessern und Software zu vereinfachen. Mit zwei Instanzen, die jeweils mindestens vier Kanäle für zwei parallele Zugriffe bieten, ist DMA auf dem STM32C5 ein wertvolles Werkzeug für Entwickler zur Steigerung der Anwendungsleistung.

Die MCUs zielen auf SESIP3- und PSA-Level-3-Sicherheitszertifizierungen ab, mit Speicherschutz, Manipulationsschutz, kryptografischen Modulen (symmetrische Verschlüsselung mit AES und Hash-Algorithmus) und zeitlicher Isolation (HDP) zum Schutz von Prozessen wie Secure Boot und Firmware-Update. Die Varianten STM32C59x und STM32C5A3 bieten zusätzliche Sicherheit, darunter Unterstützung für hardware-einzigartige Schlüssel (HUK), sicheren Schlüsselspeicher und hardwarebasierte kryptografische Beschleuniger für symmetrische und asymmetrische Operationen mit Schutz gegen Seitenkanalangriffe.

Für anspruchsvolle Industrieumgebungen konzipiert, liefert das Gerät robuste Leistung selbst unter schwierigen Netzwerkbedingungen. Es unterstützt einen weiten Umgebungstemperaturbereich von -40 °C bis 125 °C mit einer Junction-Temperatur von bis zu 140 °C. Selbst bei maximaler Betriebstemperatur kann das Gerät mit seiner maximalen Nennfrequenz laufen und gewährleistet so konsistente Leistung über den gesamten Temperaturbereich. STM32C5 ermöglicht die Einhaltung industrieller Sicherheitsstandards, einschließlich IEC 61508 SIL-2 und IEC 60335-1/60730-1 Klasse B, durch Integration wesentlicher Hardware- und Softwarefunktionen.

Verbesserungen im Entwicklungsökosystem umfassen eine neue STM32CubeMX-Variante, STM32CubeMX2, die eine Vorschaufunktion bietet, die schnelleren Zugriff auf Referenzcode ermöglicht, wodurch die Entwicklung beschleunigt und die Wiederverwendung von Code erleichtert wird. Ebenfalls neu im STM32CubeC5 Embedded-Softwareangebot ist die neueste, codegrößenoptimierte Hardware-Abstraktionsschicht (HAL2), die Zugriff auf alle MCU-Funktionen bietet und mehr Speicher des MCUs für Anwendungscode nutzbar macht.

Neue Tools und schlankere HAL

Alex Fabre, Embedded Software Experte beim ST Authorized Partner RTONE, hat die neuen Tools getestet und kommentiert: „STM32 HAL2 macht die Entwicklung mit dem STM32C5 und anderen Familienmitgliedern schneller und effizienter. Es ist viel schlanker, näher an den Hardwarefunktionen, und das Portieren unseres Codes auf andere STM32-MCUs ist extrem einfach.“

Das umfassende Ökosystem bietet Entwicklern außerdem:

• STM32C5 Hardware-Evaluierungstools für schnellere Prototypenerstellung und Referenzdesignrichtlinien

• Eine neue Beispielbibliothek mit schnellerem Zugriff auf eine große Anzahl produktionsfertiger STM32C5-Codebeispiele, die die Nutzung der STM32C5-Funktionen vereinfachen und die Entwicklung beschleunigen

• Eine Auswahl von zwei kostenlosen integrierten Entwicklungsumgebungen (STM32CubeIDE und STM32CubeIDE für VSCODE) für schnellere Entwicklung und Debugging

• STM32Cube-Ökosystem mit optimiertem Portieren beliebter Middleware wie FreeRTOS, LwIP, USBX und FileX