회사 블로그 ST STM32V873VI 18nm FD-SOI 프로세스에 구축된 고성능 MCU

첸젠 밍기다 전자제품 회사STM32V873VI18nm FD-SOI 프로세스를 기반으로 한 고성능 MCU로 Arm Cortex-M85 코어를 탑재합니다.

의STM32V873VISTM32V8 시리즈의 플래그십 마이크로 컨트롤러이며 세계 최초의 범용 마이크로 컨트롤러 중 하나입니다.첨단 18nm FD-SOI (Fully Depleted Silicon-on Insulator) 프로세스를 사용하여 제조된 고성능 MCU800MHz ARM Cortex-M85 프로세서 코어, 헬륨 (MVE) 벡터 확장, 내장 PCM (화면 변경 메모리),하드웨어 보안 아키텍처와 풍부한 고속 주변 장치높은 컴퓨팅 능력과 높은 신뢰성 임베디드 애플리케이션을 위해 설계되었습니다.컴퓨터 전력의 기준을 재정의합니다., 에너지 효율성 및 고성능 실시간 MCU의 견고성

I. 핵심 프로세스: 18nm FD-SOI MCU 분야에서 시대적 기술 기반

의STM32V873VISTMicroelectronics의 성숙한 18nm UTBB FD-SOI 제조 프로세스를 기반으로합니다. 전통적인 대량 실리콘 프로세스와 달리 트랜지스터 채널을 격리하기 위해 묻힌 산화질 층을 사용합니다.여러 가지 장점을 제공합니다:

극저 누출 전류와 우수한 에너지 효율: 트랜지스터의 정적 제어 강화로 정적 전력 소비가 크게 감소합니다.800MHz의 높은 주파수에서 작동하는 경우에도 제어 가능한 전력 소비가 유지됩니다., 최고 컴퓨팅 파워와 지속적인 운영 에너지 효율을 균형을 맞추는 것

환경 복원성 향상: 최대 140°C의 접합 온도를 지원하며, -40°C에서 +125°C까지의 운영 온도 범위가 있습니다.열파동과 방사선에 탁월한 저항력을 나타냅니다., 고온 산업 제어 캐비닛, 야외 스마트 터미널 및 항공 우주 응용 프로그램과 같은 매우 까다로운 환경에 적합합니다.

주파수 천장 돌파구: 고급 프로세스는 코어가 800MHz에서 안정적으로 작동하여 동일한 아키텍처 내에서 더 높은 지속적인 컴퓨팅 성능을 제공합니다.

혼합 신호 호환성: FD-SOI는 디지털 및 아날로그 통합에 본질적으로 적합하며 고속 통신 및 고 정밀 아날로그 주변 장치의 안정적인 작동을 보장합니다.

이 칩은 전통적인 플래시 아키텍처에서 벗어나 ST 즈의 독점 PCM (Phase-Change Memory) 와 결합되어 있습니다. STM32V873VI는 2MB의 PCM을 통합합니다.블록 수준에서 삭제할 필요 없이 현장에서 빠른 덮어쓰기를 지원합니다.최대 108회까지의 읽기/쓰기 주기 수명과 10년을 초과하는 데이터 저장 시간을 제공합니다.하드웨어 ECC (Error Correction Code) 를 탑재하여 로그 저장 및 빈번한 매개 변수 업데이트를 포함하는 애플리케이션의 안정성을 크게 향상시킵니다..

II. 컴퓨팅 코어: 헬륨 벡터 확장과 함께 800MHz Arm Cortex-M85

칩의 핵심은 Cortex-M 제품 라인업의 현재 성능 리더인 Arm Cortex-M85 (Armv8.1-M 아키텍처) 를 이용한다.

최대 클럭 속도는 800MHz로 실제 테스트에서 5,072까지의 CoreMark 점수를 얻습니다.STM32H7 (Cortex-M7) 와 비교하여 스칼라 성능의 약 40% 향상;

헬륨 M 프로파일 벡터 확장 (MVE) 의 네이티브 통합은 DSP 필터링, FFT 작업 및 엣지 머신 러닝 추론에 대한 하드웨어 가속을 제공합니다.이전 세대 MCU에 비해 AI 및 신호 처리 처리 속도가 최대 6배 증가합니다.;

통합 하드웨어의 이중 정밀 FPU, DSP 명령어 세트, MPU 메모리 보호 장치 및 ETM 실시간 추적 장치;

ARMv8-M 하드웨어 보안 격리, PACBTI 포인터 인증 확장과 결합하여 보안과 비 보안 세계를 분리합니다.신뢰할 수 있는 장치 부팅 및 키 저장 장치에 대한 탄탄한 기반을 마련.

메모리 아키텍처 구성:

1.5 MB 대용량 SRAM, 중요한 저장 영역에 대한 ECC 오류 수정 지원;

실시간 제어 및 인공지능 추론 작업을 위해 대기 시간 없는 데이터 액세스를 보장하기 위해 192 KB의 제로 대기 TCM (Tightly Coupled Memory)

I-Cache와 D-Cache를 분리하여 버스 액세스 지연 시간을 크게 줄이세요.

III. 주변 자원: 통합 고속 연계, 멀티미디어 및 실시간 제어

의STM32V873VI주변 매트릭스는 산업 사물 인터넷 (IIoT), 시각 기반 인간-기계 인터페이스 및 다축 모터 제어에 대해 깊이 최적화되었습니다.

통신 인터페이스

1Gbps 기가비트 이더넷 (종합 PHY를 탑재하고 TSN 시간 민감 네트워크 지원)산업용 실시간 이더넷 및 로봇 분야에서 여러 장치 협업 통신의 요구 사항을 충족합니다.;

USB 2.0 하이 스피드 + 풀 스피드 PHY 두 개의 USB, USB-PD를 지원합니다.

여러 FDCAN, I3C, I2C, SPI, 고속 xSPI 및 UART/LPUART 인터페이스, 센서 및 서보 드라이브의 원격 네트워크에 적합합니다.

멀티미디어 및 인간-기계 인터페이스

크롬-아트 2D 그래픽 가속기, 하드웨어 JPEG 코덱, TFT-LCD 컨트롤러 및 병렬 카메라 인터페이스고품질 HMI 디스플레이를 구동하고 로컬 이미지 획득 및 사전 처리를 가능하게 하는;

아날로그 및 실시간 제어

여러 개의 12비트 고속 ADC, DAC 및 아날로그 비교 장치;

첨단 타이머 배열, 다채널 PWM 출력을 지원하며, 다축 서보 및 BLDC 브러시리스 모터 제어에 적합합니다.

HPDMA/GPDMA 다단계 DMA 컨트롤러, 주변 장치와 메모리 사이의 데이터 전송을 제로 CPU로 가능하게 한다.

패키지 유형: LQFP100 (제6번 후자를 가진 표준 패키지), 최종 제품에서 하드웨어 반복을 용이하게 하기 위해 I/O 핀의 수와 PCB 라우팅의 복잡성을 균형 잡습니다.

IV. 여러 계층 하드웨어 보안 기능

이 칩은 PSA 인증 레벨 3 및 SESIP3 보안 인증을 지원하도록 설계된 완전한 보안 서브시스템을 내셔널로 통합합니다.

트러스트존 하드웨어 단절 보안 도메인

SAES 하드웨어 암호 가속기 (AES, SHA, ECC 및 기타 국가 및 국제 주류 알고리즘을 지원하는)

안전 OTP (한 번에 프로그래밍 가능한) 메모리 및 변조 탐지 모듈;

보안 부팅, 펌웨어 암호화 및 보안 펌웨어 업데이트 (SFI) 를 통해 펌웨어 조작 및 무단 복제 방지

V. 전형적인 응용 분야

산업 자동화: 고급 모션 컨트롤러, 멀티 축 서보 컨트롤러, TSN 산업 게이트웨이, 지능형 비전 검사 장치

인간형 로봇/모바일 로봇: 실시간 공동 제어, 로컬 AI 인식 및 계산, 멀티 센서 퓨전 처리

고급 인간-기계 인터페이스 (HMI): 산업용 터치 스크린 단말기, 스마트 패널, 로컬 이미지 인식 장치

스마트 에너지 장비: 고전력 변환기, 에너지 저장 제어 시스템, 고정밀 에너지 모니터링 장치

높은 신뢰성 전문 장비: 항공우주 유료물, 외부 엣지 게이트웨이, 고급 의료 모니터링 장비.

차량 내 엣지 제어 단위: 안전 영역이 아닌 지능형 센싱, 차량 내 게이트웨이, 차량 내 HMI.

VI. 주요 제품 하이라이트 요약

최첨단 공정 기술: 18nm FD-SOI, 높은 열 저항, 낮은 누출 전류 및 환경 간섭에 대한 뛰어난 저항

최고 수준의 컴퓨팅 능력: 800MHz Cortex-M85 + 헬륨 벡터 확장, 엣지 AI 추론과 실시간 제어 균형을

혁신적인 메모리: 2MB PCM 단계 변경 메모리, 높은 삭제 / 기록 내구성 및 빈번한 온라인 매개 변수 업데이트 지원

고속 상호 연결: 통합 TSN 기가비트 이더넷, 고속 USB, FDCAN 및 I3C 차세대 산업 버스

네이티브 하드웨어 보안: 트러스트존 + 하드웨어 암호화, 높은 수준의 IoT 및 산업 보안 표준을 충족

성숙한 생태계: STM32Cube 개발 환경과 STM32Sidekick AI 툴 체인과 완전히 호환되며 기존 STM32 소프트웨어의 빠른 포팅을 가능하게합니다.

의STM32V873VI고성능 MCU의 전통적인 병목을 극복합니다.18nm FD-SOI 프로세스와 Cortex-M85 코어의 조합을 활용합니다., 그것은 실시간 모션 제어, 신호 처리, 로컬 AI 추론, 고속 네트워크 및 그래픽 디스플레이를 가능하게 한 단일 칩 통합 솔루션의 선호 장치입니다.