原创 超低功耗8位MCU是一个蓝海

“超低功耗8位MCU是一个蓝海！虽然8位MCU市场增长开始平缓，但是，超低功耗8位MCU需求却在快速增长，在竞争激烈的红海8位MCU市场，这个细分的市场可以称为蓝海或者浅红市场，所以我们推出了具有超低功耗的STM8L系列8位MCU。”意法半导体大中华区MCU事业部产品营销经理James Wiat在近日意法半导体STM8L产品发布会上强调，“目前在中国地区8位MCU的应用量还很大，我们中国地区MCU营收的60％来自于8位MCU，未来这将是我们重点耕耘的领域。”

自2004年推出32位MCU STM32以来，意法半导体在微控制器市场份额逐渐扩大，2008年其微控制器市场份额更是从2007年的全球排名第十跃居到第五（iSuppli数据），在32位MCU取得成功的背景下，2008年以来，意法半导体开始推出新的8位微控制器平台产品，瞄准的应用包括汽车电子、工业设备、低压产品和电池供电应用以及专用标准产品。“借助超低功耗8位MCU，我们希望到今年年底ST在全球MCU市场的排名可以上升到第4位。”James表示。

本次推出的STM8L超低功耗系列MCU基于意法半导体加强型RISC内核，时钟频率16MHz，性能达到16MIPS，它采用意法半导体自主研发的最新、130nm超低漏电流工艺，“极大地改善了动态功耗和静态功耗，性能/功耗比达到新高。”James Wiat指出，“其他特性包括超低功耗模式――最低350nA即可保持SRAM数据；仅需4μs即可快速从低功耗模式唤醒；可运行于最低1.8V的先进模拟功能以及最低可在1.65V进行重新编程等等。”

James表示随着STM8L系列的推出，它与意法半导体其他MCU产品例如STM8S、STM32C、STM32L等构成了完整的系列平台，可以给用户提供兼顾功耗与性能的所有配置。
“虽然STM8L和STM32L在应用上有一些重叠，但是两类MCU在性能和集成外设上有明显的不同，可以为各种低功耗应用提供支持。”

图1 STM8L/32L面向的领域
STM8L的主要特性
据介绍，新的STM8L系列又分为STM8L101、STM8L151和STM8L152三个子系列，这些产品在外设集成和组件配置上有所不同，但所有系列均包括看门狗、复位电路、定时器、比较器、振荡器以及多个通信外设等，各子系列配置如下：

图2 STM8L101、STM8L151和STM8L152配置示意图

图3 STM8L101、STM8L151和STM8L152配置示意图

这三个系列产品的具体结构如下所示：
这是STM8L101结构框图

STM8L152结构框图

作为超低功耗主打产品，STM8L的低功耗特性比较突出，在现场演示的视频中，我们注意到只要用一个土豆或者一杯热水，其转换的能量就可以支持STM8L跑一些基本应用，例如贪吃蛇游戏等，而且在演示的握力发电充电器视频中，一般人只需握三下就可以充满STM8L所需的电量，支持其半个小时的运行，在目前节能环保的大驱使下，这些超低功耗特性非常有现实意义。

James透露和一些来自美国日本的主要竞争对手的同类产品相比，STM8L有很突出的低功耗表现。
下图显示了STM8L101和152的低功耗数据。

STM8L低功耗模式也有多种：
一类是活跃暂停模式和暂停模式
此外还有2种新模式：一种是低功耗运行模式：就是CPU依然运行，但是代码在RAM中执行，低速振荡器提供时钟，低速外部振荡器/低速RC振荡器提供CPU时钟，调压器处于低功耗模式
另外一种是低功耗等待模式:就是保持RTC运行，其他外设可选择被激活，EEPROM被关闭，调压器处于低功耗状态，CPU停止。
具体设置如下表所示
STM8L新亮点
虽然是8位微控制器，但是STM8L的功能依然很丰富，并有一些独特的亮点：
1、STM8L安全监控特性包括：
特有代码保护机制、Flash读写保护、复位电路、后备时钟、双看门狗、电源监控、唯一的设备标识以及带有纠错功能的非易挥发性存储器等等。

James指出STM8L具备低电压(BOR)检测功能，BOR工作对电源电压上升/下降的时间没有特别要求：意味着对电源波形没有特别的要求。在专门的低功耗运行和低功耗等待模式中，电流可以小于6μA。
2、灵活的时钟控制器，具有时钟失效监测(CSS)和恢复机制。
3、片上高性能模拟外设－－分别是12位DAC和ADC、超低功耗比较器和内部电压参考等，其中，内部电压参考可以可通过低功耗的输出缓冲器(1μA典型值)输出给外部设备，还可为运算放大器或者传感器提供一个独立的Vdd 参考电压。

STM8开发工具与调试
对于MCU来说，开发工具和调试至关重要，James表示很多合作伙伴都开发出支持STM8L器件的开发工具例如编程器、调试器等等，例如高拓微电子就有针对该产品的专门开发工具，所有其他STM8系列开发工具可以用于STM8L的开发，无需特别需求。此外，STM8L支持非侵入的在线调试和快速编程，就是SWIM(Single Wire Interface Module)不占用任何CPU资源，在程序运行期间，可以实时读写存储器和外设寄存器。

在评估板方面，目前意法半导体提供的硬件评估平台包括针对STM8L101的STM8L101-EVAL和针对STM8L152的STM8L1526-EVAL。其特点是：
所有的外设和I/O都引出来；预装自我测试程序和主要外设的演示程序（演示程序可在ST网站获得
www.st.com/mcu ）；不依赖于任何开发环境。
另外，STM8L1526-EVAL还集成了STLINK。

他表示意法半导体还提供STM8L101 带有软件LCD驱动方案的低功耗演示板
其特点如下:
1、36Hz刷新频率，功耗为1.25uA
2、软件LCD驱动3位数字
3、2个按键
4、CR1220电池供电(不包含)
5、最小化的外围器件:仅需2个电容(除去必须的电池、LCD、MCU、按键)
6、低成本的单层板
这个演示版目前售价是27美元。

意法半导体也提供STM8L15x超低功耗演示板，它有7种不同模式演示STM8L15x超低功耗特性，其特点是：
1、一个液晶屏
2、 一个CR2032电池和电池底座
3、一个电源跳线
4、两个按键
5、 一个SWIM接口
6、用于STM8L的调试和配置
7、一个JTAG接口
8、用于STM32L的调试和配置(预留)
9、一个2x12 I/O的引出接口

为了支持本土工程师加速开发，James透露意法半导体还提供免费的软件库，包括：
1、可从 www.st.com/mcu 获取的ST免费的软件库，提供C语言的源文件，方便在任何应用中实现所有ST8L的外设功能；标准外设库：包含所有标准外设驱动的源代码
2、获得Class B: IEC60335-1 批准的自我检测程序
自我检测程序获得VDE的认证许可，( VDE是一家全球认可的，在软件安全方面领先的测试公司， http://www.vde.com/vde_en/ )，这些自我检测程序包括：
1、内核寄存器的自我测试
2、看门狗的自我测试(标准并未直接要求此项)
3、带有16位CRC校验、闪存完整性的检测
4、RAM功能性的测试(采用March C 算法)
5、外部时钟频率的测试
6、自我测试的启动