最近幾年,STM32可以說是單片機嵌入式的代名詞,其憑借強大的處理性能、低功耗、高度可靠等優勢,在工業控制、智能傳感、通訊、物聯網等領域廣泛應用,可謂無處不在。據悉,自2007年發布第一顆STM32芯片,意法半導體已累計出貨STM32系列芯片超過110億片。

這一成績的背后,是意法半導體孜孜以求打造STM32生態的結果,更離不開十多年生態的壯大和繁榮。而每一年的STM32峰會也成為MCU行業的產品技術和解決方案的盛會。2023年STM32中國峰會以“STM32不止于芯”為主題,不僅重點展示邊緣AI、無線網絡連接、信息安全三大創新技術與產品應用,更展現了STM32生態創新賦能的實力。
隨著萬物互聯時代的加速到來,意法半導體也加快了STM32產品能力的迭代升級,更加快了與生態伙伴的合作和創新,不僅為客戶提供廣泛的產品組合,還提供包括軟硬件開發工具的全套開發生態系統,覆蓋全系列產品。
“生態系統和生態系統伙伴的合作,一直是STM32產品定位當中非常重要的一環。” 意法半導體亞太區微控制器和數字IC產品部、(MDG)物聯網/人工智能技術創新中心及數字營銷副總裁Arnaud Julienne更是強調,“我們相信只有融入更多具有相同價值觀的合作伙伴,才能夠實現共同創新。”
生態合作、快速切入市場需求
在STM32生態創新合作中,意法半導體和數學計算軟件巨頭MathWorks的合作關系具有代表性。MathWorks是為工程師和科學家提供數學計算和基于模型的設計的軟件開發商和供應商,其開發的MATLAB和Simulink在計算生物學、芯片設計、控制系統、圖像處理與計算機視覺、數據科學、物聯網、機器人、機器學習、信號處理、無線通信等領域均有廣泛應用。
MathWorks的軟件工具被意法半導體工程師廣泛使用,不僅加大了意法半導體工程師的培訓,更讓雙方互相了解彼此的產品和需求,更在眾多共同客戶服務上形成了合力與支撐,以更快切入市場需求,把最新的技術帶給用戶。MathWorks軟件中國通信、電子和半導體行業市場經理陳曉挺表示,“目前電機控制算法已經比較成熟,但要真正做好還是挺復雜的。在設計過程中,目前有很多新的算法,MATLAB提供的是比較典型的性能優異不錯的電機控制算法。客戶只要拿到Demo就可以結合意法半導體的硬件快速地開發自己新的算法。在仿真結束之后,可以自動生成面向STM32芯片優化的代碼,而代碼是可以從MATLAB模型直接生成導入到STM32,實現一個完整的電機控制過程。“
陳曉挺直言,以上過程帶來的好處在于:一是自動代碼生成,不會引入手寫代碼的錯誤;二是做仿真時可以做大量的故障注入。他也表示,從模型仿真角度來看,基于模型開發流程會幫助客戶把系統做得更完善、更高效。
加大工業互聯生態合作
當前,5G、物聯網等智能網聯技術不斷成熟應用,對工業制造的自動化、質量管控、效率提升等方面都帶來了積極的意義。這也給意法半導體在工業互聯網生態合作上創造了良好機遇。奇格半導體也是意法半導體重要的生態合作伙伴,從編程到編程管理為用戶提供定制化服務支持,其燒錄座內置意法半導體STSAFE芯片,可以識別當下的燒錄座是否為主機所認可。
實際上,在工業物聯網的方案中,奇格半導體不但使用了意法半導體的STSAFE芯片,還使用了意法半導體的NFC芯片。NFC和RFID技術作為物聯網的感知層之一,充當了感知外界信息的“觸手”,進行數據的采集和傳輸。意法半導體提供了從標簽到讀頭芯片全系列的產品,由于穩定的產品性能,其NFC產品更適合于工業物聯網上,即使在噪聲干擾、機械振動等非常惡劣的工作環境下,也能保證整個系統統計出來的數據的準確性和安全性,同時自動化率和工作效率更高。
在工業物聯網的大環境下,感知層感知到信息之后,會通過連接層傳輸到云端,而在任何一個連接過程中,數據的安全尤為重要,但現實中無論從產品端還是從傳輸端都有可能導致數據泄露和不安全。因此增加專用的安全加密芯片就變得必不可少。以奇格半導體的燒錄器方案為例,該應用方案使用的意法半導體安全產品是一顆金融級EAL5+的加密安全芯片,支持安全傳輸協議(TLS)以及私有證書的校驗,通過校驗芯片內部存儲的基于非對稱加密體系生成的證書,實現安全鑒權,以保護燒錄器的硬件不被抄襲,以及軟件的代碼不被篡改,從而保證傳輸到云端的數據的安全,以及防止在云端傳輸過程中有非法設備介入到設備中,給整個數據燒錄的過程提供了安全保障。
而意法半導體的4G/5G的eSIM產品作為連接層重要技術,也提供了實現物理層到云端數據安全連接的通道。意法半導體的4G/5G的eSIM產品作為連接層重要技術,提供了實現物理層到云端數據安全連接的通道。
以奇格半導體的燒錄器方案為例,該應用方案使用的意法半導體安全產品是一顆金融級EAL5+的加密安全芯片,支持安全傳輸協議(TLS)以及私有證書的校驗,通過校驗芯片內部存儲的基于非對稱加密體系生成的證書,實現安全鑒權,以保護燒錄器的硬件不被抄襲,以及軟件的代碼不被篡改,從而保證傳輸到云端的數據的安全,以防止在云端傳輸過程中有非法設備介入到設備中。
奇格半導體總經理周亞興也表示,目前工業互聯網受到基礎數據交互量大、數據碎片化、傳輸速度及安全性等制約,但依托意法半導體STSAFE芯片穩定性和可靠性,可以讓整個生產環節中的數據安全、高效傳輸,打通整個生產過程中的QCDS(質量、成本、交期和服務)關鍵環節,實現整個生產過程中的效率、良率的全面提升,加快整個產業鏈轉型。
北京盟通科技技術總監張曉朋也非常看好工業4.0和智能制造方面的新機遇。他表示,“中國還有一段比較長的網絡化和數字化轉型的路要走,盡管一些科技企業的高端的工廠從設計到生產整個柔性制造已經進入了網絡智能化階段,但僅是行業金字塔最頂尖的極少數企業,未來3-5年甚至更長時間內大多數企業的網絡化和數字化是智能制造的主旋律。”他也指出,“如果要做到制造柔性化和智能化還需要多學科配合,并不是單從一個網絡的方式實現就能達到目標。”
在智能化、數字化、網絡化和柔性化的智能制造中,意法半導體與盟通科技在工業通信、智能化等方面展開了深度的生態合作,比如為用戶提供基于STM32MPU、STM32MCU 的EtherCAT, CANopen等解決方案。在本次峰會上,盟通科技與ST聯合開發的基于STM32MP135/STM32MP157的EtherCAT主站方案很受觀眾青睞。此外,本次峰會發布的最新的STM32MP2系列,可以在網絡通信上進一步增強,提供三路千兆以太網,而且帶最新的TSN標準支持,可以提供更強的工業通信支持,同時該芯片有高性能的CPU——兩個Cortex-A35 1.5GHz的CPU,以及一個Cortex-M33 400MHz的MCU,另外還集成了一個用于AI的NPU,具有1.35TOPS算力,可以在智能化發展方向上給包括盟通科技在內的生態伙伴帶來更多網絡化、智能化、數字化生態部署的可能性。在本次峰會上,盟通科技與ST聯合開發的基于STM32MP135/STM32MP157的EtherCAT主站方案很受觀眾青睞。 此外本次峰會發布的最新的STM32MP2系列,可以在網絡通信上進一步增強,提供三路千兆以太網,而且帶最新的TSN標準支持,可以提供更強的工業通信支持,同時該芯片有高性能的CPU——兩個Cortex-A35 1.5GHz的CPU,以及一個Cortex-M33 400MHz的MCU,另外還集成了一個用于AI的NPU,具有1.35TOPS算力,可以在智能化發展方向上給包括盟通科技在內的生態伙伴帶來更多網絡化、智能化、數字化生態部署的可能性。
構建STM32人才生態系統
除了企業層面的生態合作,意法半導體于2007年開始,還開展了“中國大學計劃”,截止目前已經與中國超過500所學校合作,培養出超過200萬工程師進入社會,以幫助行業快速進行創新開發。同時,從為產業提供技能培訓、人才培養的角度,意法半導體還與凡億教育進行合作,不斷完善STM32生態系統,構建行業人才生態。
對意法半導體而言,其期望倡導的一件事:基于自身嵌入式人才認證體系,以產業開發項目為導向,與高校深度合作,讓學生能更好地通過一些應用案例,提升高校學生的項目開發能力,以更好更快匹配產業企業的實際需求。為此,意法半導體與凡億教育共同合作開發課程,以產業工程師的標準,通過需求分析、硬件選型、軟件同步等綜合分析,對學生進行專業體系的培訓。
2019-2020年,意法半導體與凡億教育啟動了嵌入式課程規劃,且在2021年聯合電子學會、行業企業、高校探討潛在的需求,最終合作開發了《嵌入式系統設計工程師》的課程。該培訓課程于2021年底開始試運行,2022年全年做運營。凡億教育專家級講師、高級硬件工程師、上市公司研發顧問陳俊祥表示,“在做單片機培訓時,我們對單片機芯片選型會根據現有的產品需求而做出一些改變,可能會選擇性能更好、內置配置及功能模塊更豐富的單片機型號。比如STM32系列芯片,其內置的電路模塊就非常豐富,同時其算力也能夠適合大部分的產品。學員在學習了這個課程之后,就可以更好地應用在產品研發上。”
意法半導體中國區微控制器和數字IC產品部(MDG)總監曹錦東也表示,隨著MCU本身的性能越來越強,以及客戶的應用越來越復雜,意法半導體不僅需要提供MCU性能的支持,也需要軟件幫客戶進行實際上的創新應用,還通過自身強大的生態,以及廣泛的STM32合作伙伴,為生態內的開發者一起提供板級、模塊級、系統級的方案。