意法半導(dǎo)體（ST）的STM32V8系列設(shè)計(jì)用于處理需要可靠存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)和基礎(chǔ)人工智能（AI）支持的高性能、堅(jiān)固的嵌入式應(yīng)用。它基于800 MHz的Arm Cortex-85，支持氦氣/MVE，可提供多達(dá)5,072個(gè)EEMBC核心標(biāo)記。

全耗盡絕緣體上硅（FD-SOI）晶體管和嵌入式相變存儲(chǔ)器（ePCM）是STM32V8系列采用的兩大主要技術(shù)（見(jiàn)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(chǔ)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(shù)解析

FD-SOI 并非新技術(shù)，絕緣體上硅（SOI）技術(shù)已存在多年。數(shù)十年前，我就曾使用過(guò) RCA 公司的 8 位藍(lán)寶石上硅（SOS）1802 COSMAC 器件，其應(yīng)用場(chǎng)景之一便是太空領(lǐng)域 —— 而這也是 STM32V8 的目標(biāo)應(yīng)用場(chǎng)景之一。

FD-SOI 與鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管（FinFET）形成競(jìng)爭(zhēng)，二者均能實(shí)現(xiàn)高性能運(yùn)行。FD-SOI 在微控制器領(lǐng)域相對(duì)較新，它不僅能提升 STM32V8 的運(yùn)行速度，還能優(yōu)化功耗表現(xiàn)。

如前所述，PCM 是該系統(tǒng)的另一核心組件。PCM 已以多種形式存在多年，包括 Intel 已停產(chǎn)的 3D XPoint 存儲(chǔ)器。PCM 設(shè)計(jì)初衷是追求高速性能，與磁阻隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（MRAM）、鐵電隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（FRAM）等其他嵌入式非易失性存儲(chǔ)器（eNVM）技術(shù)形成競(jìng)爭(zhēng)。隨著晶體管尺寸不斷縮小，嵌入式閃存難以跟上發(fā)展步伐，PCM 的優(yōu)勢(shì)愈發(fā)凸顯。

與 MRAM 和 FRAM 相比，ST 的 PCM 具備額外優(yōu)勢(shì)：工作溫度最高可達(dá) 140°C，且具有抗輻射等特性，使其能夠適配太空應(yīng)用、高可靠性場(chǎng)景以及汽車應(yīng)用。

該芯片系列支持最大 4 兆字節(jié)的 eNVM 存儲(chǔ)和 1.5 兆字節(jié)的 RAM，片外串行存儲(chǔ)器接口包括八通道串行外設(shè)接口（Octo-SPI，8 位）和十六通道串行外設(shè)接口（Hexdeca-SPI，16 位），支持串行 NOR 閃存、Hyper 存儲(chǔ)器、偽靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（PSRAM）以及片外執(zhí)行（XIP）操作。

STM32V8 深度解析

該芯片可集成Chrom-ART圖形加速器、TFT LCD控制器和JPEG加速器（見(jiàn)圖2）。千兆以太網(wǎng)控制器支持時(shí)敏網(wǎng)絡(luò)（TSN），這正成為工業(yè)和汽車控制系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)。它還具備FD-CAN、高速USB和HDMI-CEC（消費(fèi)電子控制）等接口。有12位模擬轉(zhuǎn)數(shù)字轉(zhuǎn)換器（ADC）和數(shù)字轉(zhuǎn)模擬轉(zhuǎn)換器（DAC）接口，以及多種音頻接口，即兩個(gè)SAI接口和四個(gè)I2S接口。

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

該系統(tǒng)從零開(kāi)始設(shè)計(jì)安全。這包括安全存儲(chǔ)、安全啟動(dòng)和安全調(diào)試支持。而且每個(gè)芯片都有獨(dú)特的ID和防篡改功能。此外，PSA Level 3 和 SESIP 3 安全認(rèn)證也在其中。

STM32V8 Discovery Kit（STM32V8-DK）由ST的NanoEDGE AI Studio和 STM32Cube.AI 支持，支持TensorFlow Lite、Keras、PyTorch和ONNX等框架（見(jiàn)圖3）。

3. STM32V8 發(fā)現(xiàn)工具包由 STM32Cube.AI 開(kāi)發(fā)工具支持。

總體來(lái)說(shuō)，STM32V8將微觀推向了一個(gè)全新的領(lǐng)域。ST協(xié)助開(kāi)發(fā)了FD-SOI和PCM技術(shù)，使其在競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)優(yōu)勢(shì)。