意法半導體（STMicroelectronics）的 STM32V8 系列專為高性能、高可靠性嵌入式應用設計，可提供穩定存儲、網絡連接及基礎人工智能（AI）支持。該系列基于 800 兆赫茲 Arm Cortex-85 內核，支持 Helium/MVE 指令集，EEMBC CoreMark 跑分高達 5072 分。

全耗盡絕緣體上硅（FD-SOI）晶體管與嵌入式相變存儲器（ePCM）是 STM32V8 系列采用的兩大核心技術（圖 1）。

1. 完全耗盡的硅絕緣體（FD-SOI）晶體管（左）和嵌入式相變存儲器（ePCM）（右）是STM32V8微控制器系列的主要特征。

微控制器、FD-SOI 與 PCM 技術解析

FD-SOI 并非新技術。絕緣體上硅（SOI）技術已問世多年，數十年前我就曾使用過美國無線電公司（RCA）的 8 位藍寶石上硅（SOS）1802 COSMAC 器件。該技術早期便應用于太空領域，而這也是 STM32V8 系列的目標應用場景之一。

FD-SOI 與鰭式場效應晶體管（FinFET）形成競爭，兩者均能實現高性能運算。FD-SOI 在微控制器領域應用相對較新，不僅能提升 STM32V8 的運行速度，還能優化功耗表現。

相變存儲器（PCM）是該系列的另一核心組件。PCM 技術已以多種形式存在，包括英特爾（Intel）已停產的 3D XPoint 存儲器。PCM 具備高速特性，隨著晶體管尺寸不斷縮小，嵌入式閃存難以跟上發展步伐，因此 PCM 與磁阻式隨機存取存儲器（MRAM）、鐵電隨機存取存儲器（FRAM）等其他嵌入式非易失性存儲器（eNVM）技術形成競爭。

相較于 MRAM 和 FRAM，意法半導體的 PCM 具備額外優勢：工作溫度最高可達 140°C，且擁有抗輻射等特性，使其能夠適配太空應用、高可靠性應用及汽車應用場景。

該芯片系列支持高達 4 兆字節的嵌入式非易失性存儲器（eNVM）存儲容量及 1.5 兆字節的隨機存取存儲器（RAM）。片外串行存儲器接口包括八通道串行外設接口（Octo-SPI，8 位）和十六通道串行外設接口（Hexdeca-SPI，16 位），支持串行 NOR 閃存、Hyper 存儲器、偽靜態隨機存取存儲器（PSRAM）以及即時執行（XIP）操作。

STM32V8 系列深度解析

該芯片可集成 Chrom-ART 圖形加速器、薄膜晶體管液晶顯示器（TFT LCD）控制器及聯合圖像專家組（JPEG）加速器（圖 2）。千兆以太網控制器支持時間敏感網絡（TSN），該技術正逐漸成為工業和汽車控制系統的標準。此外，芯片還配備 Flexible Data Rate 控制器局域網（FD-CAN）、高速通用串行總線（USB）、高清多媒體接口消費電子控制（HDMI-CEC）等接口，擁有 12 位模數轉換器（ADC）、數模轉換器（DAC）接口以及多個音頻接口（包括 2 個串行音頻接口 / SAI 和 4 個集成電路內置音頻總線 / I2S）。

2. STM32V8包含令人印象深刻的接口和加速器陣容，包括時效性網絡（TSN）以太網、圖形和攝像頭支持，以及頂級安全性。

該系統從設計之初就注重安全性，涵蓋安全存儲、安全啟動及安全調試支持。每顆芯片均具備唯一標識符（ID）和防篡改能力，并獲得 PSA Level 3 和 SESIP 3 安全認證。

STM32V8 探索套件（STM32V8-DK）可搭配意法半導體的 NanoEDGE AI Studio 和 STM32Cube.AI 開發工具，支持 TensorFlow Lite、Keras、PyTorch、ONNX 等框架（圖 3）。

3. STM32V8 發現工具包由 STM32Cube.AI 開發工具支持。

總體而言，STM32V8 系列將微控制器帶入全新領域。意法半導體參與開發的 FD-SOI 和 PCM 技術，將為其在市場競爭中奠定優勢。