STM32N6 系列 CPU

STMicroelectronics MCU 為工業(yè)和消費(fèi)應(yīng)用重新定義了性能標(biāo)準(zhǔn)

STMicroelectronics STM32N6 基于運(yùn)行頻率為 800 MHz 的 Arm? Cortex?-M55 處理器而構(gòu)建。Cortex-M55 是首款引入 Arm Helium 矢量處理技術(shù)的 CPU，它將 DSP 處理能力引入了標(biāo)準(zhǔn) CPU。

STM32N6 是首款嵌入 ST Neural-ART Accelerator? 的 STM32 MCU，ST Neural-ART
Accelerator? 是內(nèi)部開(kāi)發(fā)的神經(jīng)處理單元 (NPU)，專為節(jié)能的邊緣 AI 應(yīng)用而設(shè)計(jì)。其主頻為 1 GHz，提供高達(dá) 600
GOPS 的處理能力，可實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)視覺(jué)和音頻應(yīng)用的實(shí)時(shí)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)推理。

由 MIPI CSI-2? 接口和圖像信號(hào)處理組成專用計(jì)算機(jī)視覺(jué)管道，確保與市場(chǎng)上的相機(jī)具有很高的兼容性。H264 硬件編碼器、JPEG 編解碼器和 NeoChrom? 圖形加速器使 STM32N6 能夠部署在要求嚴(yán)格的功能豐富產(chǎn)品中。

特性

• 性能
  • Helium M-Profile 矢量擴(kuò)展 (MVE) 引入了大約 150 條新指令，旨在快速執(zhí)行高級(jí) DSP 和機(jī)器學(xué)習(xí)代碼
  • ST Neural-ART 加速器針對(duì)密集型 AI 算法進(jìn)行了優(yōu)化，主頻為 1GHz，可提供 600 GOPS，平均能效為 3TOPS/W
• 存儲(chǔ)器
  • 無(wú)閃存配置：4.2 MB 連續(xù)嵌入式 RAM
  • 用于外部存儲(chǔ)器的快速串行 I/F 提供了一種通過(guò) 8 位或 16 位接口訪問(wèn)外部 RAM 或閃存的低引腳數(shù)、高性價(jià)比方法
  • 靈活的內(nèi)存控制器（PSRAM、SDRAM、NOR、NAND）
• 擴(kuò)展的多媒體功能
  • Chrom-ART? 加速器，用于 2D 圖形加速
  • Chrom-GRC? 非方形顯示屏圖形資源裁剪器
  • NeoChrom 加速器提供 2.5D 加速，用于高級(jí)繪圖、透視校正和紋理映射
  • H.264 編碼器：720p/1080p (30 fps)
  • JPEG 硬件加速器：JPEG 壓縮和解壓縮、高質(zhì)量運(yùn)動(dòng) JPEG 視頻播放
  • 專用圖像信號(hào)處理器 (ISP)：為 5 Mpx 攝像頭以 30 fps 的速度工作而設(shè)計(jì)，可從同一輸入生成三種不同輸出，支持多種攝像頭接口：MIPI CSI-2、雙線接口、16 位并行接口，以及 STM32-ISP-IQTune 用于管理 ISP 調(diào)校
• 安防
  • 目標(biāo)為 SESIP 3 級(jí)和 PSA 3 級(jí)認(rèn)證
  • TrustZone?
  • 抗側(cè)信道攻擊的 AES/PKA 和快速 AES/SHA
  • RIF：支持租戶感知的防火墻功能

應(yīng)用

• 多軸飛行器
• 智能工業(yè)
• 智能家居
• 智能農(nóng)業(yè)
• 個(gè)人醫(yī)療保健
• 汽車
• 智能建筑
• 機(jī)器人
• 個(gè)人電子產(chǎn)品

主要優(yōu)點(diǎn)

在 MCU 上實(shí)現(xiàn)高性能邊緣 AI

嵌入式專有神經(jīng)處理單元 ST Neural-ART 加速器。

? Arm Cortex-M55? 內(nèi)核，頻率為 800 MHz，是迄今為止最高的 STM32 內(nèi)核頻率。

提升圖形和多媒體體驗(yàn)

多個(gè)圖形加速器。計(jì)算機(jī)視覺(jué)管道。多媒體編碼器/解碼器。

無(wú)縫集成到 STM32 生態(tài)系統(tǒng)中

由 ST Edge AI Suite 提供支持。與TouchGFX封裝兼容。

描述

數(shù)據(jù)手冊(cè)：

*附件：stm32n647x0.pdf

用戶指南
*附件：um3249-getting-started-with-stm32cuben6-for-stm32n6-series-stmicroelectronics.pdf
硬件開(kāi)發(fā)指南
*附件：an5967-getting-started-with-hardware-development-for-stm32n6-mcus-stmicroelectronics.pdf

STM32N6x7xx 器件基于高性能 Arm? Cortex-M55?，工作頻率高達(dá) 800 MHz。

Cortex-M55? 內(nèi)核采用 Arm? Helium? 矢量處理技術(shù)。除了標(biāo)準(zhǔn)微控制器任務(wù)之外，該內(nèi)核還支持高能效數(shù)字信號(hào)處理。Cortex-M55? 配備了浮點(diǎn)單元 （FPU），支持單精度和半精度（符合 IEEE 754 標(biāo)準(zhǔn)）數(shù)據(jù)處理。Cortex-M55? 包括一個(gè) 32 KB 的 ICACHE、一個(gè) 32 KB 的 DCACHE，以及 128 KB 的數(shù)據(jù) TCM RAM 和 64 KB 的指令 TCM RAM，帶有用于關(guān)鍵實(shí)時(shí)例程的 ECC。

這些微控制器具有 TrustZone? 感知支持和內(nèi)存保護(hù)單元 （MPU），可增強(qiáng)應(yīng)用程序安全性。安全引導(dǎo) ROM 確保從外部接口安全引導(dǎo)。

這些器件嵌入了一個(gè) 4.2 MB 的連續(xù) SRAM（組織在多個(gè) bank）、一個(gè)在 VBAT 模式下活動(dòng)的 8 KB 備份 SRAM，以及一個(gè)用于靜態(tài)存儲(chǔ)器的靈活外部存儲(chǔ)器控制器 （FMC），采用 XSPI 8/16 位配置。

ST Neural-ART 加速器，運(yùn)行頻率高達(dá) 1 GHz，使用優(yōu)化的硬件單元為 DNN（深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)）推理功能提供 600 Gops。優(yōu)化電源效率。它集成了專用的流式處理引擎，以優(yōu)化數(shù)據(jù)流并最大限度地減少內(nèi)部緩沖區(qū)的使用和功耗。該加速器支持動(dòng)態(tài)權(quán)重解壓縮和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)加密和解密。

Neo-Chrom 圖形加速器通過(guò)為縮放、使用高質(zhì)量插值、自由旋轉(zhuǎn)、alpha 混合、紋理映射和透視變換等功能提供硬件加速，確保高效的 2.5D 圖形處理。

對(duì)于攝像頭應(yīng)用，預(yù)計(jì)會(huì)有一個(gè)并行和 CSI 接口以及一個(gè)集成的硬件 ISP。ISP 在同一輸入流上提供三個(gè)并行管道的處理。支持的算法包括壞像素、抽取、黑電平調(diào)整、曝光控制、去馬賽克、列轉(zhuǎn)換、對(duì)比度、裁剪、縮小、ROI 隔離、灰度系數(shù)校正、YUV 轉(zhuǎn)換和像素加分器。ISP 輸出可通過(guò) DMA 直接饋送到 NPU。

可選地，這些設(shè)備嵌入了一個(gè)硬件 H264 編碼塊，支持基線配置文件、主配置文件和高配置文件 1 級(jí)到 5.2 級(jí)，支持 1080p 分辨率下高達(dá)每秒 30 幀的幀速率。

專用硬件加速器可確?？焖俸?jiǎn)單的 JPEG 和運(yùn)動(dòng) JPEG 壓縮和解壓縮。

這些器件提供廣泛的增強(qiáng)型 I/O 和外設(shè)，工作溫度范圍為 -40 °C 至 +125 °C，電源電壓為 1.71 至 3.6 V。一套全面的低功耗模式（睡眠、停止和待機(jī)）允許設(shè)計(jì)低功耗應(yīng)用。

STM32N6x7xx 器件提供 6 種 VFBGA 封裝，引腳數(shù)從 142 到 264 不等。

• 所有功能

  • 包括 ST 最先進(jìn)的專利技術(shù)
  • 核心
    • ? Arm 32 位 Cortex-M55?、3360 CoreMark?，頻率高達(dá) 800 MHz，1280 DMIPS，32 KB ICACHE，32 KB DCACHE
    • ? Arm MVE（M-Profile 載體擴(kuò)展）
    • ? Arm Helium? 技術(shù)
    • ? Arm TrustZone? MPU、NVIC
    • 單精度和半精度浮點(diǎn)單元
  • 神經(jīng)處理單元
    • ST Neural-ART 加速器，頻率高達(dá) 1 GHz，600 Gops，288 MAC/周期
    • 用于 DNN（深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)）推理功能的專用硬件單元
    • 靈活的專用流處理引擎
    • 實(shí)時(shí)加密/解密
    • 動(dòng)態(tài)重量減壓
  • 記憶
    • 4.2 MB 連續(xù) SRAM
    • 128 KB TCM（緊密耦合存儲(chǔ)器）RAM，帶 ECC，用于關(guān)鍵實(shí)時(shí)數(shù)據(jù) + 64 KB 指令 TCM RAM，帶 ECC，用于關(guān)鍵實(shí)時(shí)例程
    • 8 KB 備份 SRAM 在 VBAT 模式下處于活動(dòng)狀態(tài)
    • 靈活的外部存儲(chǔ)控制器，帶有密碼引擎，支持高達(dá) 32 位的數(shù)據(jù)總線：SRAM、PSRAM、SDRAM/LPSDR、SDRAM、SDRAM、NOR/NAND 存儲(chǔ)器
    • XSPI 支持串行 PSRAM、NAND、NOR、HyperRAM/? HyperFlash? 幀格式
    • 2 個(gè)端口：高達(dá) 200 MHz 的 XSPIM 8 位和 16 位配置
  • 圖形
    • Neo-Chrom 2.5D GPU：縮放、旋轉(zhuǎn)、Alpha 混合、紋理映射、透視變換
    • Chrom-ART 加速器 （DMA2D）
    • 帶 MJPEG 的硬件 JPEG 編解碼器
    • 高達(dá) XGA 分辨率的 LCD-TFT 控制器
  • 視頻
    • 并行和 2 通道 CSI-2 相機(jī)接口
    • ISP（圖像信號(hào)處理器）在同一輸入流上具有三個(gè)平行管道：壞像素、抽取、黑電平、曝光、去馬賽克、列轉(zhuǎn)換、對(duì)比度、裁剪、縮小大小、ROI、灰度系數(shù)、YUV 約定、像素加殼器
    • H264 視頻編碼加速：基準(zhǔn)配置文件、主配置文件、高配置文件 1 級(jí)到 5.2 級(jí)、1080p30 和 720p60
  • 安全和加密
    • ? Arm TrustZone? 和安全的 I/O 存儲(chǔ)器和外圍設(shè)備
    • SESIP 3 級(jí)（物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)安全評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)）、Arm? PSA（平臺(tái)安全架構(gòu)）認(rèn)證
    • 靈活的生命周期方案，具有 RDP 和密碼保護(hù)調(diào)試
    • 在 OTP（一次性可編程）保險(xiǎn)絲中安全配置客戶密鑰
    • 在 ROM 中保護(hù)引導(dǎo)代碼，解密和驗(yàn)證客戶 uRoT（可更新的信任根）
    • 使用硬件唯一密鑰 （HUK） 進(jìn)行安全數(shù)據(jù)存儲(chǔ)
    • 使用 TF-M（可信固件-M）提供安全固件升級(jí)支持
    • 兩個(gè) AES 協(xié)處理器，包括一個(gè)具有 DPA（差分功率分析）電阻
    • 公鑰加速器 （PKA），抗 DPA
    • 外部存儲(chǔ)器的動(dòng)態(tài)加密/解密
    • HASH 硬件加速器
    • 真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器 （RNG），符合 NIST SP800-90B 標(biāo)準(zhǔn)
    • 96 位唯一 ID
    • 1.5 KB OTP 熔斷器
    • 主動(dòng)篡改
  • 通信外圍設(shè)備
    • 2 個(gè) USB 2.0 高速/全速設(shè)備/主機(jī) OTG 控制器（一個(gè)帶有 UCPD USB Type-C? 供電）
    • 帶 TSN（時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)）的 10 Mbit、100 Mbit 和 1 Gbit 以太網(wǎng)
    • 4 個(gè) I2C Fm+ 接口 （SMBus/PMBus?） + 2 個(gè) I3C
    • 6 個(gè) SPI，其中 4 個(gè)支持 I2S
    • 2 個(gè) SAI，支持 4 個(gè) DMIC
    • 5 個(gè) USART、5 個(gè) UART（ISO78916 接口、LIN、IrDA，最高 12.5 Mbit/s）+ 1 個(gè) LPUART
    • 2 個(gè) SDMMC：MMC 版本 4.0、CE-ATA 版本 1.0 和 SD 版本 1.0.1
    • 3 個(gè) FDCAN，具有 TTCAN 功能
  • 低功耗
    • 睡眠、停止和待機(jī)模式
    • 用于 RTC 的 VBAT 電源，32 個(gè) 32 位備份寄存器 + 8 KB 備份 SRAM
  • 計(jì)時(shí)器和看門狗
    • 1 個(gè)高分辨率定時(shí)器
    • 4 個(gè) 32 位定時(shí)器，具有多達(dá) 4 個(gè) IC/OC/PWM 或脈沖計(jì)數(shù)器和正交（增量）編碼器輸入（高達(dá) 240 MHz）
    • 2 個(gè) 16 位高級(jí)電機(jī)控制定時(shí)器（高達(dá) 240 MHz）
    • 13 個(gè) 16 位通用定時(shí)器和 5 個(gè) 16 位低功耗定時(shí)器（高達(dá) 240 MHz）
    • 2 個(gè)看門狗（獨(dú)立和窗口）
    • 1 個(gè) SysTick 計(jì)時(shí)器
    • 具有亞秒級(jí)精度和硬件日歷的 RTC
  • 調(diào)試
    • 開(kāi)發(fā)支持：串行線調(diào)試 （SWD）、JTAG
    • 嵌入式跟蹤宏單元? （ETM）
  • 通用 I/O
    • 多達(dá) 165 個(gè)引腳
  • 模擬外設(shè)
    • 1 個(gè)溫度傳感器
    • 2 個(gè) ADC，最大分辨率為 12 位（高達(dá) 5 Msps），多達(dá) 20 個(gè)通道
    • 1 個(gè)帶 SAD 的 ADF 過(guò)濾器和 1 個(gè) MDF（6 個(gè)過(guò)濾器）
  • 重置和電源管理
    • POR、PDR、PBVD 和 BOR
    • 提供 VDDCORE 的嵌入式 SMPS 降壓轉(zhuǎn)換器
    • 1.71 至 3.6 V 應(yīng)用電源和 I/O
    • USB 和 XSPI I/O 專用電源
    • 備用穩(wěn)壓器 （~0.9 V）
    • 模擬外設(shè)的電壓基準(zhǔn) （VREF+）
  • 時(shí)鐘管理
    • 內(nèi)部振蕩器：64 MHz HSI、4 MHz MSI、32 kHz LSI
    • 外部振蕩器：16 至 48 MHz HSE、32.768 kHz LSE
    • 4x PLL （一個(gè)用于系統(tǒng)時(shí)鐘，一個(gè)用于 ST Neural-ART 加速器，兩個(gè)用于內(nèi)核時(shí)鐘），帶小數(shù)模式
  • ECOPACK2 兼容封裝
    

審核編輯 黃宇