市场研调机构 Transparency Market Research(TMR)预测，从 2013 到 2019 年，全球电源管理 IC 市场年复合成长率(CAGR)将达 6.1%，到 2019 年预估规模将成长到 460 亿美元。同时随着应用市场的变化，要求电源密度、能效更高、体积更小、更具有智能化、定制化等，从模拟转换到数字电源成为大势所趋。
“早在 2013 年我们就推出了 STM32F3 系列，主要是混合信号电源芯片。”意法半导体微控制器事业部数字电源及电机控制市场经理 Jean-Marc Mathieu 表示，“经过 6 年的市场验证，我们从客户那里得到了很多的反馈和意见，如今在 STM32F334 系列的基础上进行迭代推出了 STM32G4 系列。”
左：意法半导体微控制器事业部数字电源及电机控制市场经理 Jean-Marc Mathieu
右：意法半导体大中华与南亚区微控制器产品市场经理彭祖年
STM32G4 的四大关键词
Jean-Marc Mathieu 从性能、内置数模外设、安全、完整产品目录四个方面介绍了 STMG4 系列的技术优势：
STM32G4 系列的四大关键词
Jean-Marc Mathieu 表示，“STM32G4 采用的是 Arm Cortex-M4 内核，主频可以达到 170MHz，其高分辨率电源转换定时器内置各种功能，能够释放 CPU 资源并简化开发过程；模拟外设和转换器的性能显著提升；高速连接技术使外部事件响应速度更快；支持最新的 Power Delivery USB-C 接口，最大输出功率 100W，能够为设备快速或方便地充电。”
为了提升性能，STM32G4 系列增加了 3 种不同的硬件加速器，包括 ART 加速器(~动态缓存) ，实现全部代码加速(提升平均性能)；关键程序加速 CCM-SRAM (~静态缓存) ，预配置确定性保障；数学加速器，涉及三角函数和数字滤波器。
在安全方面，STM32G4 系列采用双 Bank Flash 支持 ECC，安全存储区域可配置大小，用于存放密钥等敏感信息；当退出时可配置为锁定，应用程序无法再读取或调试，适合用于存储关键数据。而且保护固件安全实时升级；编程后调试访问禁用功能可以降低威胁隐患；其它安全机制包括最先进的 AES-256 加密引擎、唯一设备 ID 码和硬件随机数生成器（TRNG）。这些安全功能使开发人员能够应对最新的网络安全挑战。
STM32G4 产品系列具有丰富的外设资源
STM32G4 系列的目标应用市场是电机控制，例如：家电、电动自行车、空调；工业设备与测量仪器；高端消费应用，例如：可再充电设备、无人机、玩具；数字电源，例如：服务器、通信电源、EV 充电桩和充电站等。
架构从“DSP+模拟”到“MCU+DSP”迁移
传统的数字电源控制器采用的是“DSP+模拟”架构，如今 STM32G4 系列采用的是“MCU+DSP”，这一架构迁移是否代表着未来的数字电源技术发展趋势？Jean-Marc Mathieu 认为，在“DSP+模拟”架构中，用户使用的资源都来自 DSP 厂商，相对比较封闭，实际上用户更愿意使用通用内核，我们完善了内核系统性能中，随着工艺的提升具备了 DSP 性能，并且整体功耗比 DSP 好。当数字电源要求功耗必须达到 98%时，设计者不得不考虑核心控制器系统的能耗，性能的提升会吸引用户从私有内核转向 ARM 内核。
从生态系统的角度来看，不管是从性能还是功耗，STM32G4 都不输于 DSP，而且用户还可以借助 ARM 生态系统开发有吸引力的产品，从硬件到软件都可以更方便地获取资源，解决技术问题，这是 ARM 生态系统和传统 DSP 私有内核生态系统的最大不同。
Jean-Marc Mathieu 还指出，STM32G4 的 DSP 来自于 Cortex-M4，包含两部分指令集：一部分是 DSP，一部分是浮点运算指令集，在模拟量的应用场景中会发挥优势。
针对数字电源高中低端市场全覆盖
随着 STM32G4 系列的发布，STM32 产品线实现了数字电源市场高中低应用的全覆盖。其中 STM32F334 采用 Cortex-M4 内核，配置 HRTIMer（全功能高精度定时器）v1 数字及模拟部分，精度达到 217ps，主要服务低端应用；STM32H743 采用 Cortex-M7 内核，计算能力更强，配置配置 HRTIMer v1 仅数字部分，精度 2ns，主要服务高端应用；STM32G4 系列是 STM32F3 的延续，可以满足中端市场的应用。
Jean-Marc Mathieu 在演讲中也表示，“针对数字电源应用，STM32G4 系列增强高精度定时器，填补了低端和高端之间的空白。但是 STMG4 系列并不是完全取代 STMF334，而是在 STMF334 的基础上做了提升，覆盖更复杂的数字电源应用场景。”
从 2014 年发布到针对数字电源的第一款产品 STM32F334，到 STM32G4 的诞生，ST 花费了 5 年的时间。Jean-Marc Mathieu 解释，“在 2014 年发布第一款产品的时候，我们是数字电源主控市场的新来者，当时的市场被 DSP 产品垄断，我需要把第一款产品先投放市场，中间花费了 3 年时间收集客户反馈，又花费 2 年时间设计一个新的 IP，因此在 5 年后才推出了 SMT32G4 系列。”
从 2007 年到 2019 年，STM32 产品家族已经走过 12 年的历程，在主流 MCU、高性能 MCU、无线 MCU、超低功耗 MCU，以及 MPU 上发布了十几个系列产品，创新一直是 STM32 的源动力。
与非网原创内容，未经允许，不得转载！
