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Freescale bekommt Konkurrenz

STMicroelectronics und Texas Instruments präsentieren Cortex-M4-Mikrocontroller

25. Oktober 2011, 15:53 Uhr | Iris Stroh

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Fortsetzung des Artikels von Teil 1

ST-Controller glänzen mit ihrer Energieeffizienz

Laut Bouzereau zeichnen sich die ST-Con-troller aber auch durch eine besonders gute Energieeffizienz aus. So wird bei 168 MHz ein Strom von 230 µA/MHz, sprich 38,6 mA, gezogen. Dieser gute Wert sei zum Teil dem genutzten 90-nm-Prozess geschuldet, weil dadurch der CPU-Kern mit 1,2 V läuft. Dank des ART Accelerator sinke aber auch die Anzahl leistungshungriger Flash-Zugriffe. Außerdem hat ST auch diverse Energiesparmodi implementiert. Bei laufender RTC (Echtzeituhr) mit aktivem Backup-SRAM (ST spendiert 4 KByte Backup-SRAM, in das im Standby-Modus wichtige Daten gespeichert werden können) wird weniger als 2 µA Strom gezogen. Die Stromaufnahme der Echtzeituhr beziffert Bouzereau mit weniger als 1 µA, außerdem sei ein Spannungsregler mit Power-Scaling-Funktion integriert.

Interessant ist natürlich auch der Stromverbrauch im aktiven Modus. Um hier nicht mit schlechteren Werten als die Konkurrenz aufwarten zu müssen, beantwortet Bouzereau diese Frage mit dem Hinweis auf die durchschnittliche Leistungsaufnahme (Kombination der Leistungsaufnahmen im Low-Power- und aktiven Modus): »Sobald der Core in einer Applikation mehr als 10% der Zeit aktiv ist, ist die Leistungsaufnahme unserer Controller im Vergleich zu konkurrierenden Lösungen niedriger.«

Vielzahl von Peripherals

STMicroelectronics hat bei den neuen Conrollern derzeit genau wie Freescale maximal 1 MByte Flash-Speicher spendiert, daneben ist auch ein 192 KByte großes SRAM integriert. Hinzu kommen die 4 KByte Backup-SRAM und ein 528 Byte großer OTP. Darüber hinaus ist eine Vielzahl von Peripherals zu finden. So hat STMicroelectronics ein Kamera-Interface, einen in Hardware realisierten Crypto/Hash-Prozessor, einen Ethernet MAC10/100 mit Unterstützung für IEEE 1588 v2 und zwei USB-OTG -Ports (davon einer mit HS-Support) integriert. Die Controller sind mit bis zu 15 Kommunikations-Schnittstellen ausgestattet, darunter sechs USARTs (max. 10,5 MBit/s), drei SPI-Schnittstellen (max. 42 MBit/s) sowie drei I2C-, zwei CAN- und eine SDIO-Schnittstelle. Außerdem stehen dem Entwickler zwei 12-Bit-D/A-, drei 12-Bit-A/D- Wandler mit einer Abtastrate von 2,4 MSPS (bzw. 7,2 MSPS im Interleaved Mode) sowie bis zu 17 Timer zur Verfügung.
Die STM32-F4-Serie wird in vier Varianten geliefert:

STM32F405x: neben Peripheriefunktionen wie Timern, drei ADCs, DACs, seriellen Schnittstellen, einer externen Speicherschnittstelle, RTC, CRC-Berechnungseinheit und einem analogen echten Zufallszahlen-Generator verfügen die STM32F405-Produkte auch über ein USB On-The-Go (OTG) Full-Speed/High-Speed Interface. Sie stehen in vier Gehäusetypen (WLCSP64, LQFP64, LQFP100, LQFP144) mit 1 MByte Flash-Speicher zur Verfügung.
Die STM32F407-Produkte besitzen ergänzend zur Peripherieausstattung der STM32F405-Bausteine noch weitere Peripheriefunktionen: ein zweites USB-OTG-Interface (nur Full-Speed) und eine Ethernet-MAC 10/100-Funktion mit Unterstützung für MII und RMII sowie hardwaremäßigem Support für das IEEE1588 Precise Time Protocol v2. Zusätzlich ist ein 8- bis 14-Bit paralleles Kamera-Interface für bis zu 67,2 MByte/s vorhanden, an das ein CMOS-Bildsensor angeschlossen werden kann. Die Bausteine sind mit vier verschiedenen Gehäusen lieferbar und haben eine Flash-Kapazität zwischen 512 KByte und 1 MByte.
Bei den Typen STM32F415 und STM32F417 ist die Peripherieausstattung von STM32F405 und STM32F407 durch einen Crypto/Hash-Prozessor ergänzt. Dieser dient der Hardware-beschleunigung für AES 128, 192, 256, Triple DES und HASH (MD5, SHA-1). Der Crypto/Hash-Prozessor erreicht bei einer AES-256-Verschlüsselung einen Durchsatz von bis zu 149,33 MByte/s.