ST lanza el STM32G5 a 280 MHz para fuentes de poder y motores

La serie STM32G5 de STMicroelectronics es una familia de microcontroladores de señal mixta con núcleo Arm Cortex-M33 a 280 MHz. Apunta a fuentes de poder industriales, inversores fotovoltaicos, cargadores de autos eléctricos, robótica y control de motores, según detalló CNX Software el 10 de noviembre. Duplica el rendimiento de la serie STM32G4, presentada en 2021.

La familia trae hasta 512 KB de flash y 112 KB de SRAM con ECC. Algunas variantes suman un temporizador de alta resolución (HRTIM) de 111 ps con hasta 12 salidas PWM, y los ADC de 12 bits muestrean hasta 5 MSPS. Completan el paquete las interfaces para encoders de posición, un arreglo lógico programable de 16 elementos, los aceleradores matemáticos CORDIC y FMAC, y seguridad con Arm TrustZone, arranque seguro y soporte para criptografía poscuántica.

¿Qué trae el STM32G5 por dentro?

Las especificaciones de la serie, por bloque:

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• Núcleo. CPU Arm Cortex-M33 de 32 bits a hasta 280 MHz, con TrustZone, FPU de precisión simple, instrucciones DSP y MPU. Caché de instrucciones de 8 KB y caché de datos de 4 KB (la de datos solo en STM32G55x/56x). CCM-SRAM de 20 KB o 32 KB para acelerar rutinas (20 KB en STM32G53x/54x y 32 KB en STM32G55x/56x). Rinde 1.136 CoreMark (4,059 CoreMark/MHz) y 420 DMIPS.
• Aceleradores matemáticos. Un acelerador CORDIC para cálculos trigonométricos y hasta dos unidades FMAC para filtrado digital (una en STM32G53x/54x y dos en STM32G55x/56x). El arreglo lógico programable (PLAY) tiene 16 elementos, 128 entradas y 16 salidas, solo en STM32G55x/56x.
• Memoria. De 64 KB a 512 KB de flash de doble banco con ECC y lectura durante la escritura (64 a 512 KB en STM32G5x4 y 128 a 512 KB en STM32G5x3). 60 KB o 112 KB de SRAM con ECC (60 KB en STM32G53x/54x y 112 KB en STM32G55x/56x). Hasta 48 KB por banco de flash de datos de alta resistencia, para 100.000 ciclos (hasta 24 KB por banco en STM32G53x/54x). 1 KB de memoria OTP. Interfaz XSPI para PSRAM, flash NOR o NAND, HyperRAM y HyperFlash externas, solo en STM32G55x/56x.
• Periféricos. Hasta 103 GPIO con interrupción, casi todos tolerantes a 5 V (hasta 62 en STM32G53x/54x). Hasta cuatro I2C con soporte SMBus y PMBus (dos en STM32G53x/54x) y una interfaz I3C. De 16 a 32 registros de respaldo de 32 bits. Hasta tres USART, tres UART y un LPUART (dos USART en STM32G53x/54x). Hasta tres SPI, de los cuales hasta dos admiten I2S full dúplex. Hasta tres controladores FDCAN (uno en STM32G53x/54x). USB 2.0 Full-Speed como host o dispositivo y USB Type-C Power Delivery con USB PD 3.1, en STM32G55x/56x y solo en algunos encapsulados. Dos interfaces para encoders de posición con Hiperface DSL y EnDat 3.0 (solo STM32G55x/56x) y dos controladores DMA.
• Analógico. Hasta tres ADC de 12 bits a 5 MSPS con hasta 39 canales y sobremuestreo por hardware (dos ADC y hasta 23 canales en STM32G53x/54x). Ocho canales DAC de 12 bits, dos externos con búfer y seis internos. Hasta ocho comparadores analógicos con 20 ns de retardo de propagación. Tres amplificadores operacionales con ganancia programable (PGA), solo en STM32G55x/56x. Búfer de referencia de voltaje interna de 1,8 V, 2,048 V, 2,5 V y 2,9 V, y sensor de temperatura digital.
• Temporizadores. Un HRTIM con 12 salidas PWM y resolución de 111 ps (en STM32G5x4 las salidas dependen de la variante). Hasta tres temporizadores avanzados de 16 bits para control de motores (dos en STM32G53x/54x), hasta cuatro de propósito general de 32 bits (uno en STM32G53x/54x), nueve de propósito general de 16 bits, hasta cuatro básicos de 16 bits (dos en STM32G53x/54x) y uno de bajo consumo de 16 bits. Dos SysTick, dos watchdog y un reloj de tiempo real con calendario y alarma.
• Seguridad. Arm TrustZone con aislamiento de memoria y periféricos. Instalación segura de firmware (SFI), arranque seguro, actualización segura de firmware y autenticación de depuración. Raíz de confianza inmutable de ST (STiRoT) y clave única por hardware (HUK) en las variantes con criptografía. Aceleración AES en las variantes STM32G544/563/564, con capacidades distintas según el modelo. Acelerador de clave pública (PKA), acelerador HASH y generador de números aleatorios verdaderos (TRNG). Descifrado al vuelo (OTFDEC) para memorias XSPI externas en las variantes criptográficas STM32G56x. Protección HDP, protección de lectura y escritura de la flash, detección activa de manipulación, identificador único de 96 bits, unidad CRC y biblioteca de software para criptografía poscuántica (PQC).
• Relojes. Osciladores internos HSI de 64 MHz, HSI48 de 48 MHz y LSI de 32 kHz. Osciladores externos HSE de 4 a 50 MHz y LSE de 32,768 kHz.
• Depuración. Serial Wire Debug (SWD), JTAG, Embedded Trace Macrocell (ETM) y autenticación segura de depuración.
• Alimentación. Voltaje de 2,7 V a 3,6 V, con regulador LDO integrado o reductor SMPS según la variante y el encapsulado. Modos de bajo consumo Sleep, Stop y Standby, reset de encendido y apagado (POR y PDR), detección de voltaje programable y 32 registros de respaldo de 32 bits.
• Encapsulados. De 32 a 128 pines. xQFPN32 de 5 × 5 mm (solo STM32G5x4), UFQFPN40 de 5 × 5 mm, UFQFPN48 y LQFP48 de 7 × 7 mm, LQFP64 de 10 × 10 mm, LQFP80 de 12 × 12 mm, LQFP100 de 14 × 14 mm, UFBGA121 de 6 × 6 mm y LQFP128 de 14 × 14 mm. Algunas variantes tienen versión con pad expuesto, como TQFP48-EP, TQFP64-EP, LQFP80-EP, LQFP100-EP y LQFP128-EP.
• Temperatura de operación. De -40 °C a +125 °C, según la variante.
• Certificaciones. SESIP nivel 3 y PSA Certified nivel 3, ambas en proceso.

La serie se divide en dos familias. El STM32G5x3 ofrece de 128 KB a 512 KB de flash y no trae el temporizador de alta resolución. El STM32G5x4 suma el HRTIM y va de 64 KB a 512 KB de flash. Las dos llegan a 112 KB de SRAM, y la cantidad de ADC, temporizadores, interfaces de comunicación y otros periféricos cambia según el modelo.

Software y placas de desarrollo

ST entrega el paquete STM32CubeG5 con los controladores HAL2 y de bajo nivel, middleware y proyectos de ejemplo. STM32CubeMX2 sirve para configurar el chip y generar código, STM32CubeIDE para desarrollar, X-CUBE-MCSDK para control de motores y X-CUBE-DPOWER para aplicaciones de potencia digital.

La empresa presentó además tres placas de desarrollo para la serie.

• La NUCLEO-G564RE es una Nucleo-64 con un STM32G564RE, depurador ST-LINK integrado, compatibilidad con Arduino Uno V3 y conectores de expansión ST morpho.
• El kit Discovery B-G564E-MC1S está pensado para desarrollar control de motores, con interfaces de encoder compatibles con EnDat 3 y HIPERFACE DSL.
• El kit Discovery B-G564E-DPOW1 apunta al desarrollo de potencia digital. Al cierre de la nota de CNX Software figuraba como "próximamente" y con pocos detalles.

¿Cuánto mejora frente al STM32G4?

¿Cuándo se puede comprar y a qué precio?

Según ST, la serie STM32G5 ya está en producción y cuesta alrededor de 1,034 dólares por unidad en pedidos de 10.000 unidades o más. Las placas NUCLEO-G564RE y B-G564E-MC1S se venden en la tienda en línea de ST a 47,59 y 78,61 dólares, respectivamente, comprando dos o más unidades. Las hojas de datos, las variantes y los recursos de desarrollo están en la página de la serie STM32G5, en el blog del lanzamiento y en el blog sobre su seguridad.

ST planea también una serie STM32G5D de doble núcleo para 2027. Sumará aceleración por hardware para criptografía poscuántica, incluidos los algoritmos estandarizados por el NIST ML-KEM, ML-DSA y SLH-DSA. Los STM32G5 de un núcleo que salen ahora solo pueden correr esos algoritmos por software.