وبلاگ شرکت در مورد ST STM32V863VI 18 نانومتری 800 مگاهرتز MCU با کارایی بالا STM32

Shenzhen Mingjiada Electronics Co., Ltd. ST را تامین و بازیافت می کندSTM32V863VIمیکروکنترلر 18 نانومتری 800 مگاهرتز STM32 با کارایی بالا.

منSTM32V863VIبررسی اجمالی محصول

STM32V863VI یک مدل اصلی و با ظرفیت بالا در سری پرچمدار STM32V8 است. این اولین میکروکنترلر معماری Cortex-M در جهان است که با استفاده از فرآیند پیشرفته 18 نانومتری FD-SOI تولید انبوه شده است. مجهز به هسته 800 مگاهرتزی Arm Cortex-M85، معیار جدیدی را برای عملکرد محاسباتی در خانواده STM32 ایجاد می کند و به طور خاص برای برنامه های کاربردی پر بار و سخت مانند هوش مصنوعی لبه، کنترل سروو چند محوره، ربات های انسان نما، شبکه های صنعتی بلادرنگ و تعامل انسان و ماشین با کیفیت بالا طراحی شده است.

راSTM32V863VIبا پسوند مدل 'VI'، در یک بسته استاندارد LQFP-176 عرضه می شود که تعادلی بین گسترش ورودی/خروجی، مدیریت حرارتی و هزینه ایجاد می کند. این شامل PCM اختصاصی ST (حافظه تغییر فاز)، یک موتور امنیتی کاملاً مبتنی بر سخت افزار، اترنت صنعتی گیگابیتی و یک واحد شتاب گرافیکی است. با ادغام کنترل، استنتاج هوش مصنوعی، ارتباطات پرسرعت و قابلیت‌های نمایش گرافیکی روی یک تراشه، می‌تواند جایگزین راه‌حل‌های سنتی چند تراشه‌ای شود و طراحی سخت‌افزاری کل سیستم را به‌طور قابل توجهی ساده‌تر کند. برای دستگاه‌های تعبیه‌شده با کارایی بالا مانند ربات‌های انسان‌نما، تجهیزات اتوماسیون پیشرفته و گره‌های لبه داخل خودرو مناسب است.

II.STM32V863VIپردازش هسته و عملکرد هسته (مزایای هسته 18 نانومتری + 800 مگاهرتز)

1. فرآیند ساخت 18 نانومتری FD-SOI پیشرفته

برخلاف فرآیندهای 40 نانومتری/28 نانومتری مورد استفاده در سری STM32H7/F7 نسل قبلی،STM32V863VIاز یک فرآیند 18 نانومتری سیلیکون روی عایق (FD-SOI) استفاده می کند که سه مزیت عملکرد کلیدی را ارائه می دهد:

پشتیبانی از سرعت‌های کلاک فوق‌العاده بالا: عملکرد پایدار در سرعت کلاک 800 مگاهرتز بدون نیاز به راه‌حل‌های خنک‌کننده پیچیده، و عملکرد پایدار در محدوده دمای وسیع درجه صنعتی با حداکثر دمای اتصال 140 درجه سانتی‌گراد.

بهره وری انرژی به طور قابل توجهی بهینه شده: مصرف برق تحت بارهای محاسباتی معادل 40٪ کاهش می یابد. تولید حرارت به میزان قابل توجهی در طول استنتاج هوش مصنوعی با بار بالا و سناریوهای کنترل هماهنگ سازی موتور، آن را برای سیستم های ربات انسان نما با باتری مناسب می کند.

ایمنی افزایش یافته در برابر تداخل و قابلیت اطمینان: بستر FD-SOI جریان نشتی و نویز را سرکوب می‌کند، پایداری عملیاتی را در محیط‌های صنعتی قوی الکترومغناطیسی به حداکثر می‌رساند و الزامات را برای عملکرد طولانی‌مدت و بدون وقفه 24 ساعته برآورده می‌کند.

یکپارچه‌سازی فضای ذخیره‌سازی با چگالی بالا: مجهز به PCM تعبیه‌شده اختصاصی ST (حافظه تغییر فاز)، که طول عمر چرخه پاک کردن/نوشتن طولانی‌تر و سرعت خواندن/نوشتن سریع‌تر در مقایسه با Flash را ارائه می‌دهد و از به‌روزرسانی‌های برنامه‌های درون سیستم با فرکانس بالا پشتیبانی می‌کند.

2. هسته 800 مگاهرتز Cortex-M85 با پسوند برداری هلیوم MVE

به عنوان اولین MCU با هسته M85 در خانواده STM32،STM32V863VIعملکرد تک هسته ای بیش از 5072 CoreMark را به دست می آورد که نشان دهنده بهبود عملکرد 60 درصدی نسبت به STM32H7 (600 مگاهرتز Cortex-M7) و افزایش شش برابری قدرت محاسباتی AI/DSP است. STMicroelectronics...:

واحد برداری هلیوم MVE: دارای ویژگی های داخلی پردازش برداری موازی 128 بیتی، پشتیبانی از شتاب برای پیچیدگی، فیلتر کردن، FFT، ترکیب سنسور و تشخیص تصویر. استنتاج محلی را برای دید ربات انسان نما و الگوریتم های ژست بدون نیاز به NPU خارجی امکان پذیر می کند.

جداسازی امنیت بومی TrustZone: جداسازی دامنه های امن و غیرایمن مبتنی بر سخت افزار، با شتاب سخت افزاری اختصاصی برای عملیات رمزنگاری برای جلوگیری از دستکاری برنامه.

مجموعه کامل دستورالعمل DSP و واحد ممیز شناور (FPU) که ​​امکان کنترل حلقه بسته بلادرنگ و بدون تأخیر سرووهای چند مفصلی و محاسبات پیچیده سینماتیک را فراهم می‌کند.

معماری خط لوله 8 مرحله‌ای با زمان‌های پاسخ وقفه به طور قابل‌توجهی بهبود یافته، نیازمندی‌های زمان‌بندی بلادرنگ سطح میکروثانیه اترنت گیگابیتی TSN صنعتی.

III.STM32V863VIمشخصات اصلی سخت افزار

1. پیکربندی حافظه (با تصحیح خطای سخت افزاری ECC)

حافظه برنامه PCM تعبیه شده: 4 مگابایت حافظه غیر فرار روی تراشه با ظرفیت بالا، پشتیبانی از ارتقاء سیستم عامل رمزگذاری شده محلی.

SRAM با سرعت بالا: 1.5 مگابایت RAM همه منظوره، همه با پشتیبانی سخت افزاری ECC، اطمینان از قابلیت اطمینان داده های صنعتی و هوافضا.

حافظه پنهان اختصاصی: 32 کیلوبایت I-Cache + 32KB D-Cache. بدون گلوگاه حافظه با سرعت کلاک 800 مگاهرتز، که از انجام همزمان چندوظیفه ای روان اطمینان حاصل می کند.

2. لوازم جانبی ارتباطی پرسرعت (مناسب برای روبات های انسان نما / شبکه های صنعتی بلادرنگ)

اترنت 1 گیگابیت بر ثانیه TSN گیگابیت (مک داخلی): از شبکه های حساس به زمان، هماهنگی چند روباتی، کنترل همگام سازی چند سروو و همگام سازی ساعت در سطح میکروثانیه پشتیبانی می کند.

USB پرسرعت دو کاناله (PHY داخلی): USB 2.0 High-Speed ​​+ Full-Speed، برای اتصال دوربین های خارجی، سنسورها و رایانه های میزبان برای اشکال زدایی؛

FDCAN FD دو کاناله: ارتباط اتوبوس خودرویی و صنعتی با تحمل خطای قوی، مناسب برای شبکه های باس مشترک رباتیک.

چند کانال I3C، SPI و UART با سرعت بالا: برای اتصال سنسورهای اینرسی IMU، رمزگذارهای گشتاور و LiDAR.

چندین تایمر با سرعت بالا و رابط های رمزگذار مربعی: برای بدست آوردن دقیق سیگنال های موقعیت و سرعت موتور، مناسب برای درایوهای مشترک ربات انسان نما.

3. گرافیک و واحد شتاب چند رسانه ای

شتاب دهنده گرافیکی داخلی Chrom-ART 2D، کدک سخت افزاری JPEG و کنترلر TFT-LCD:

پشتیبانی از نمایشگرهای رنگی با وضوح بالا و رابط های انسان و ماشین صفحه لمسی (HMI) که امکان اجرای پایانه های عملیات ربات و HMI های صنعتی را روی یک تراشه واحد فراهم می کند.

فشرده سازی/فشرده سازی تصویر سخت افزاری و پیش پردازش محلی تصاویر دوربین مصرف پهنای باند باس را کاهش می دهد.

4. چارچوب امنیتی سخت افزاری جامع

موتور رمزگذاری سخت افزار: AES، SHA، ECC، TRNG (تولید کننده اعداد تصادفی واقعی)؛

این دستگاه گواهینامه های امنیتی سطح 3 PSA و SESIP3 را دریافت کرده است که الزامات انطباق برای داده های صنعتی، پزشکی و خودرو را برآورده می کند.

ذخیره سازی PCM با پارتیشن های رمزگذاری شده سخت افزاری، حفاظت از بوت و خواندن کد ایمن، محافظت از داده های دستگاه و برنامه های کنترل در برابر دستکاری.

5. مشخصات الکتریکی و محیطی

دمای محل اتصال عملیاتی: -40 درجه سانتیگراد تا +140 درجه سانتیگراد، با محدوده دمایی گسترده ای که محیط های بیرونی، محفظه تجهیزات و بدنه های محصور ربات ها را پوشش می دهد.

بسته: LQFP-176 (STM32V863VI)، با ورودی/خروجی همه‌منظوره فراوان و سازگاری با فرآیندهای نصب سطحی تولید انبوه.

چند ADC، DAC و مقایسه کننده آنالوگ با دقت بالا، مناسب برای جمع آوری داده های سنسور جریان، ولتاژ و دما.

IV. سناریوهای کاربردی معمولی برایSTM32V863VI(به طور خاص برای ربات های انسان نما بهینه شده است)

کنترل کننده اصلی ربات های انسان نما

قدرت محاسباتی بالای 800 مگاهرتز از محاسبات سینماتیک چند مفصلی تمام بدن، الگوریتم‌های تعادل وضعیت بدن، تشخیص هدف بصری و ترکیب حسگر تمام بدن پشتیبانی می‌کند. ویژگی‌های 18 نانومتری کم مصرف عمر باتری ربات را افزایش می‌دهد، در حالی که TSN Ethernet همگام‌سازی بی‌درنگ محرک‌های چند مفصلی تمام بدنه را با یک تراشه منفرد جایگزین ترکیب سنتی کنترل‌کننده اصلی و پردازنده کمکی می‌کند.

اتوماسیون صنعتی پیشرفته

کنترلرهای سروو چند محوره، PLC های هوشمند، دروازه های لبه بینایی ماشین؛ شبکه های Gigabit TSN برای کنترل خط تولید همزمان؛ جمع آوری داده با سرعت بالا و تشخیص نقص هوش مصنوعی محلی.

خودرو و تجهیزات انرژی نو

کنترل‌کننده‌های دامنه درون خودرو، BMS (سیستم مدیریت باتری)، اینورترهای انرژی جدید؛ گذرگاه FDCAN و قابلیت اطمینان در دمای گسترده عملکرد را در شرایط سخت داخل خودرو تضمین می کند.

تجهیزات پزشکی دقیق

دستگاه های تصویربرداری قابل حمل، دریافت سیگنال فیزیولوژیکی چند کاناله؛ امنیت مبتنی بر سخت افزار ذخیره سازی رمزگذاری شده داده های بیمار را تضمین می کند.

پایانه های ارتباطی هوافضا

نشتی کم و قابلیت اطمینان بالا، با فرآیند 18 نانومتری مناسب برای گره های کنترلی در مقیاس کوچک ماهواره ای و هوابرد. قبلاً در سیستم ارتباط لیزری پرسرعت Starlink مستقر شده است.

V. خلاصه ای ازSTM32V863VIمزایای رقابتی اصلی

تکنولوژی فرآیند پیشرو: تنها STM32 تولید انبوه صنعت بر اساس 18 نانومتر FD-SOI. با سرعت کلاک 800 مگاهرتز، قدرت محاسباتی آن بسیار بیشتر از MCU های نسل قبلی با کارایی بالا است.

قدرت محاسباتی همه جانبه: واحد برداری Cortex-M85 + هلیوم، پردازش یک مرحله ای را برای هوش مصنوعی لبه محلی، DSP و کنترل حرکت در زمان واقعی امکان پذیر می کند.

ادغام بالا، مقرون به صرفه: اترنت گیگابیت داخلی PHY، USB PHY، شتاب گرافیکی و رمزگذاری سخت افزار، کاهش نیاز به تراشه های جانبی.

درجه صنعتی بسیار قابل اعتماد: محدوده دمایی وسیع 140 درجه سانتیگراد، حافظه ECC و فرآیند FD-SOI مقاوم در برابر تداخل، مناسب برای تجهیزاتی که نیاز به عملکرد مداوم طولانی مدت دارند.

امنیت و انطباق: سخت افزار TrustZone همراه با مجموعه ای جامع از موتورهای رمزنگاری، مطابق با استانداردهای گواهینامه امنیتی برای کاربردهای صنعتی، خودرویی و پزشکی.

اکوسیستم جامع: سازگار با مجموعه کامل ابزارهای توسعه STM32Cube و ابزار تبدیل مدل هوش مصنوعی STM32Cube.AI، امکان استقرار سریع الگوریتم های یادگیری ماشینی را فراهم می کند و چرخه توسعه ربات های انسان نما و تجهیزات صنعتی را به طور قابل توجهی کوتاه می کند.