Seznamte se s STM32H5 – novým členem STM32 rodiny!

STM32 rodina poskytuje již dnes několik tisíc typů MCU a MPU produktů s různou výbavou, výkonem, aplikačním zaměřením atd. V březnu 2023 přišla na trh nová řada STM32H5, která v kategorii „mainstream MCU” nabízí zatím nejvyšší výpočetní výkon při použití jádra Arm^® Cortex^® M33. Aktuálně dostupné typy nabízejí až 2MB dvoubankové paměti Flash a až 640 KB paměti RAM. Stejně jako řada STM32G4 nabízí akcelerátor CORDIC a FMAC pro zrychlení početních operací, současně také navazuje na řadu STM32U5, co se týká bezpečnostních aspektů, kdy přináší zase o úroveň lepší možnosti zabezpečení cílové aplikace.

Výběr nového mikrokontroléru může být náročný úkol. STM32H5 poskytuje velmi univerzální platformu a umožní pokrytí konkrétních potřeb vývojářů v rozličných projektech. Uplatní se pro řízení motorů, ovládací rozhraní, komunikační jednotky a mnohé další. Díky konfiguračnímu nástroji STM32CubeMX lze výběr té nejvhodnější STM32 pro danou aplikaci udělat jednoduše a rychle.

Flexibilní a perspektivní architektura

Být novou referencí pro embedded aplikace znamená přinášet nová řešení. STM32H5 má jako první STM32 rozhraní I3C (Improved Inter-Integrated Circuit). Tato nová komunikační sběrnice je výrazně rychlejší, což je stále důležitější z hlediska množství dat, která je nutné zpracovávat z různých typů externích sběrnic a senzorů. Díky frekvenci 12,5 MHz je sběrnice I3C přibližně 12krát rychlejší než I2C. Nově také podporuje dynamické adresování. Pomáhá tím snížit počet využitých GPIO pinů a umožňuje komunikaci s více zařízeními současně. STM32H5 je stále také univerzálním MCU, a proto nabízí množství tradičních rozhraní, jako jsou ethernet, CAN-FD, HDMI-CEC a USB-C Power Delivery atd.

ADC, DAC, dual-bank Flash, SMPS

STM32H5 obsahuje dva 12bitové AD převodníky a dva 12bitové DA převodníky, které slouží mnoha aplikacím vyžadujícím rychlý sběr dat nebo více rozhraní. K dispozici je také mnoho časovačů, včetně dvou pokročilých 16bitových časovačů pro aplikace řízení motorů, které jsou totožné s těmi v STM32G4. Přítomnost dvoubankové paměti Flash je dnes již nezbytná v mnoha průmyslových aplikacích. Umožňuje realizovat firmware aktualizaci over-the-air bez nutnosti vypnutí systému. Dále je potřeba zmínit pracovní rozsah teplot, kdy STM32H5 nabízí podporu od -40 ºC až do 125 ºC. Je zde k dispozici také spínaný napájecí zdroj (SMPS) umožňující optimalizaci spotřeby energie MCU. Díky SMPS, který se nachází u některých dedikovaných typů, odebírá MCU v režimu stop (s aktivovanými všemi I/O) pouze 46 µA.

Více bezpečnosti

Stejně jako STM32U5, tak i STM32H5 splňuje certifikaci SESIP Level 3. Navíc však přidává další podstatné funkce, jako je dvoustupňový „Root of Trust”: neměnný a aktualizovatelný neboli iRoT a uRoT. Jak název napovídá, první z nich je nastaven z výroby a nelze jej měnit. Používá read-only paměť obsahující klíče a další mechanismy definované výrobcem pro podporu secure boot bez externích klíčů. Zákazníci mohou také definovat svůj iRoT s trvalými a neměnnými informacemi. Jakmile systém projde iRoT, přechází na uRoT, který umožňuje vývojářům ukládat a číst citlivá data s možností jejich aktualizace. Implementace obou typů „Root of Trust” vyžadovala nové hardwarové funkce, které zabrání přepisování dat v iRoT a ochrání oba stupně před fyzickými a logickými útoky. STM32H5 také umožňuje vývojářům vybrat si, kterou z těchto bezpečnostních funkcionalit chtějí implementovat. Někteří se mohou rozhodnout pro iRot, jiní pro iRot a uRot nebo žádnou. To záleží na konkrétních aplikačních požadavcích uživatele. STM32H5 obsahuje další optimalizace, které posilují bezpečnost. Jde o unikátní 96bitové identifikační číslo každého MCU z výroby a dále také podporu komplexní akcelerace hashování SHA-2 512.

STM32H5 nabízí nový systém pro „Life Cycle Management”. Ten umožní vývojářům přizpůsobit aktivaci nebo deaktivaci nízkoúrovňových funkcí podle toho, v jaké fázi vývojového procesu se nacházejí. Tradičně vývojové týmy uzavírají ladicí (debug) funkce MCU, aby zabránily nežádoucím změnám, jakmile je zařízení připraveno k výrobě a nasazeno u koncových zákazníků. Díky funkcím Life Cycle Management a Debug Authentication dokáže mikrokontrolér STM32H5 bezpečně znovu aktivovat určité ladicí funkce, aby pomohl inženýrům v terénu pracovat na nasazených systémech. Navíc pokud se výrobce zařízení obává, že došlo k narušení zabezpečené vrstvy, iRoT umožňuje provést kompletní návrat do známého zabezpečeného stavu.

Jak začít?

Nejlepší způsob, jak začít experimentovat se všemi funkcemi nového mikrokontroléru, je pořídit si vývojový kit. Již nyní jsou k dispozici desky Nucleo (NUCLEO-H503RB a NUCLEO-H563ZI) a v průběhu září bude u distributorů k dispozici také Discovery Kit se STM32H573, který obsahuje všechny bezpečnostní funkce. Zároveň ST zpřístupní ke stažení Secure Manager, zcela nový nástroj, který pomůže vývojářům bez ohledu na jejich odbornou úroveň využít nejnovějších bezpečnostních funkcí řady STM32H5.

www.st.com