【AET原创】STM32G4系列问世，主打电机控制与数字电源市场
近日，意法半导体（ST）享誉业界的STM32系列处理器又添了新成员——STM32G4系列。
这是继2018年底发布STM32G0系列后，ST推出的第二个以“G”命名的系列。也是ST自2007年推出STM32首个系列STM32F1以来，STM32产品线推出的第16个产品系列。
意法半导体微控制器事业部微控制器产品经理、数字电源及电机控制市场经理Jean-Marc Mathieu先生表示，STM32G4系列并非由零开始的产品，该系列是ST于2012年推出的STM32F3系列的延续，它继承了很多STM32F3的理念和基因，带来更强劲的性能和数模效果。
意法半导体微控制器事业部微控制器产品经理、数字电源及电机控制市场经理Jean-Marc Mathieu
意法半导体对STM32G4系列的目标定位主要分为两方面：一个是控制类应用，包括电机驱动、工业设备、仪器仪表和工业测量等应用场景；另一个重要目标领域就是数字电源产品，包括高频数字开关电源、功率因数补偿。
STM32G4主要包括三个子系列：STM32G4x1、STM32G4x3、STM32G4x4，分别为入门型通用系列、性能型通用系列和数字电源专用系列。目前，STM32G4系列已推出数十款量产型号，覆盖从入门到高端不同需求。
从32Kb到512Kb的Flash；从32-pin到128-pin的管脚封装；甫一面世，便覆盖从入门到高端不同需求的众多型号，ST对STM32G4系列的重视可见一斑。该系列无疑将成为STM32家族的又一系列里程碑式产品。
与F3系列一样，STM32G4同样基于ARM Cortex M4内核，但在性能、外设、安全等多方面进行了多项升级，从而带来更强劲的性能，更丰富的针对应用领域的功能进阶。
STM32家族版图中的G4
性能提升：新增数学运算硬件加速器
STM32G4系列采用Arm Cortex-M4内核，最高170 MHz CPU 频率。针对该系列定位的主要目标应用场景：控制类应用(马达驱动)、工业设备、仪器与测量、数字能源（数字电源及PFC），特别设计了三种硬件加速器，以提高运算性能。三种硬件加速器分别是：ART Accelerator™ (动态缓存)、 数学运算加速器（三角函数+数字滤波）、 CCM-SRAM Routine Booster (静态缓存)。
数学运算加速器是意法半导体STM32G4中所注入的新功能。包括三角函数加速器和数字滤波加速器。三角函数加速器专门针对电机控制中所常用到的矢量运算；数字滤波加速器可被用于生成三极点三零点3p3z补偿器 (数字电源) 、Sigma Delta 调频器及噪音整形器。
基于以上设计，STM32G4在运算性能方面表现非凡，性能达到了最高213 DMIPS 和 550 CoreMark® 评分。
此外，尽管STM32G4系列定位为通用性处理器，并非低功耗系列，但在能耗方面同样表现优异。STM32G4系列采用了优化的动态功耗设计，在功耗方面性能达163µA/MHz。
丰富外设：HRTIMer v2助力数字电源应用
针对工业控制及数字电源领域的应用场景， STM32G4系列提供了丰富的内置数模外设选项，为用户提供高集成度、小尺寸并节约成本的解决方案。
在常规的运放、DAC、ADC、比较器方面，STM32G4提供最多6路内置增益调节运放；支持多达7路的DACs和比较器；提供5个4Msps 12-bit ADCs（硬件过采样 16bit）。此外，还新增了内置 CAN-FD接口 (提供高达 8Msps 传输速率)；还内置USB type-C Power Delivery3.0 ；1%精度内置RC (-5~90dC), 2%(全温度范围)。
此外，STM32G4的一个关键升级是，针对数字电源应用，STM32G4系列提供了内置全功能高精度定时器 V2的一个产品系列，即 STM32G4x4 系列。
之前，ST在数字电源领域有两款产品：STM32F334和STM32H743，分别面向数字电源领域入门级及高性能应用。之前两款产品都内置高精度定时器（HRTIMer）v1版本，本次推出的STM32G4x4系列，对定时器进行了升级，内置全新HRTIMer v2，能够生成184ps精度的PWM波形，可高灵活度完成PWM波形配置。
STM32G4x4的推出，补齐了ST在数字电源应用的产品线。
ST在数字电源应用的产品线
功能与信息安全：双Bank Flash机制保驾护航
随着信息化时代的到来，安全性也越来越成为用户的关注点。对MCU厂商来说，安全性日渐成为产品设计中的关键要素。新推出的STM32G4，在功能安全和信息安全方面都采取的多项措施，以保障用户安全。
STM32G4产品采用了双Bank Flash机制，用户可以在一个Bank上运行已经加载的应用程序，在另一个Bank上在线加载新版本固件程序，当升级加载完成后，只要设置一个寄存器就可以实现瞬间切换这两个Bank间的地址，从而实现在线固件升级。
产品上还设计了安全存储区域，当用户应用程序启动前，可以在安全存储区域中放置针对应用固件签名认证的机制，确保所将要执行的应用固件来源可信。同时，STM32G4还支持256位密钥的硬件加解密，方便用户对固件远程升级时对传输层信息加密，保障了代码的安全。功能安全方面，ST会为用户提供基于SIL Class-B的功能安全认证包，SRAM支持奇偶校验位，方便用户通过Class-B工业可靠性等级认证。
除了上述几个主要方面，STM32G4还有许多其他亮点，如温度范围拓宽到125℃，新增了80-pin和128-pin引脚封装等。产品开发相关的丰富硬件资源及软件支持均已向用户提供，生态系统的支持更是STM32的强大优势。
Jean-Marc Mathieu对STM32G4系列的总结：
性能：170MHz 主频 Cortex M4内核，拥有三个不同加速器；丰富和先进的内置模拟外设；更强的功能安全和信息安全的设计理念；STM32产品系列第一次在发布当天就为大家提供非常完整的一个产品目录，覆盖非常广阔的资源配置，以及从更宽的环境温度范围和新增添的80脚和128脚的两个封装。