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?作者：21ic劉巖軒

導讀

通用MCU的成功與否，產品本身PPA固然重要，但除此外很大程度上取決于開發生態。生態的繁榮可以讓其中的每一位參與者受益，當然也會反哺到MCU產品本身，影響到新的產品定義和走向。

通用MCU的成功與否，產品本身PPA固然重要，但除此外很大程度上取決于開發生態。生態的繁榮可以讓其中的每一位參與者受益，當然也會反哺到MCU產品本身，影響到新的產品定義和走向。在2023年STM32峰會上，我們有幸采訪到了邁斯沃克軟件（MathWorks）、凡億教育（Fanyi）、奇格半導體（Chirker）和盟通科技（Motrotech）四家分別來自軟件仿真、教育培訓、芯片燒錄和工業以太網領域的ST MCU合作伙伴，看看他們是如何參與到STM32的生態中來的，又是如何看待新一代STM32的發展。

MATLAB+STM32Cube：實現從模型到硬件的開發無縫銜接

MathWorks是大名鼎鼎的數學計算和基于模型設計的軟件供應商，該公司提供的MATLAB和Simulink兩大軟件覆蓋了幾乎全部的工程學領域。而在與STM32的合作上，兩者也是由來已久。

據邁斯沃克軟件中國通信、電子和半導體行業市場經理陳曉挺介紹，MathWorks和ST的合作有幾個方向：第一，MathWorks的軟件是被意法半導體工程師廣泛使用的，包括研發和應用工程師；第二，雙方有很多共同的客戶，在支持共同的客戶方面有一些合作。第三，雙方最近幾年開展了很多的技術合作，比如相互進行工程師培訓等。第四，參與到了相互的市場活動中，把最新的技術帶給用戶。

▲圖：邁斯沃克軟件中國通信、電子和半導體行業市場經理陳曉挺

電機控制是MCU常見的應用，而近年來電機控制本身的難度越來越高，算法也變得越來越復雜。如何做好電機控制，對于不少工程師而言都是一項挑戰。而借助MATLAB的軟件仿真，就讓用戶能夠快速基于STM32做電機控制。

在電機控制的方案設計中，ST提供了主控MCU、電機外圍電路等相關的解決方案；而MATLAB在客戶的設計過程中提供了很多典型電機控制算法的支持?！翱蛻糁灰玫紻emo就聯合ST硬件快速地開發自己的新的算法，”陳曉挺介紹到，“在MATLAB仿真結束之后，可以自動生成面向STM32芯片優化的代碼，這個C代碼是可以從MATLAB模型直接生成導入到STM32，實現一個完整的電機控制過程?！?/span>

MATLAB對于使用STM32進行電機設計的工程師而言，首先最直觀的好處就是自動代碼生成，不會引入手寫代碼的錯誤；其次在做仿真時可以做大量的故障注入。相比在硬件上實現真的故障測試，通過模擬故障來進行保護性算法的開發和測試，要便捷和高效的多。總體來看，采用MATLAB基于模型開發流程會幫助開發者將電機控制系統做的更完善和高效。

此外，在MCU的端側AI開發上，ST和MathWorks的軟件也可以實現很好的開發流程的連通。據意法半導體微控制器市場經理丁曉磊 (Lisa DING)分享：跟MATLAB的合作，使得開發用戶可以從前端模型數據中進行模型的選擇和訓練，一直到能夠生成ONNX格式的模型之后，再用ST的Cube.AI做在STM32上的發布部署，這樣就會形成更加優化的模型。從模型的訓練、優化到部署，整個一套端側AI開發在STM32平臺上就會更為順暢、更容易實現落地。

▲圖：意法半導體微控制器市場經理丁曉磊 (Lisa DING)

MCU人才培養：在案例中學習知識，在應用時吃透原理

從十多年前的51單片機，到現在的STM32。我們可以看到通用MCU的產品形態發生了很大的變化，變得更智能、更復雜。而在其開發流程上，是趨于更加高效便捷的發展。而且當下對于一款MCU而言，入門級別的基礎教程，芯片原廠就可以提供非常好的學習內容。對于MCU的應用工程師的培育而言，更重要地是貼近應用端去進行培育。最終目的是要求其在對自己所需應用需求調研清楚的基礎上，能夠快速實現開發，加速終端產品的開發時間。正所謂是在案例中學習知識，在應用時吃透原理。

而作為深耕嵌入式人才培訓的凡億教育，也是早就察覺到了這一變化?！凹僭O我們在教一名同學學習單片機，如果一節課是十分鐘；那在十年前，我們可能需要在前面五分鐘要教他怎么配置I/O口，后面五分鐘才會跟他講應用。但是現在，我們就只需要花兩分鐘教他去配置I/O口就夠了，后面八分鐘我們都會講應用。所以現在的教學相對會更貼近實際應用。”凡億教育專家級講師、高級硬件工程師、上市公司研發顧問陳俊祥分享到。

▲圖：（左）凡億教育專家級講師、高級硬件工程師、上市公司研發顧問陳俊祥; （右）凡億教育總經理鄭振凡

要培育出當代所需的MCU應用人才，更需要MCU原廠能夠和培訓機構達成緊密的合作，雙方可以共同提供一套和實際市場應用相配合的培訓體系，并且能夠幫助實現高校學生向企業人才的順暢輸出轉換。

基于這一共識，凡億教育和ST聯合推出的《嵌入式硬件》課程，基于“微流控技術項目”進行了從完整的課程規劃。據陳俊祥介紹，微流控技術項目可以簡單認為是用電去控制液滴移動的項目。該項目可以應用在醫療、化學、生物等自動檢測的項目上，具有很高的實用價值。學員通過該項目可以實實在在地學習到整個項目的開發過程，同時也能從中可以學習如何解決產品設計實際問題的方法。

此外，該項目的難度適中，而且學習成本較低。通過凡億教育提供的開發板和課程就可以直接開始學習。開發板中已經集成了很多信號處理和檢測的功能，學員并不需要額外采購復雜昂貴的儀器設備，整個調試過程都可以獨立在自己家中完成。從而實現了學習成本的大大降低，但同時也可以達到貼近實際應用需求的學習和實踐體驗。

從燒錄服務到工業物聯網，安全驗證必不可少

奇格半導體是一家從燒錄器、燒錄服務，逐漸成長為一家為客戶提供全面工業物聯網解決方案的公司。早期奇格半導體提供STMCU的燒錄器給到STM32的用戶，而在現在其工業物聯網的方案中，也大量選擇了ST的NFC和安全驗證芯片。奇格半導體總經理周亞興表示，“奇格半導體其成長的過程中，一直基于ST的生態鏈發展，而現在也服務于ST生態鏈。”

▲圖：奇格半導體總經理周亞興

工業物聯網的挑戰在于聯網之后，對于信息安全的要求更為苛刻。如何保證客戶的代碼安全不被竊取，保證燒錄底座和工業物理網系統的匹配？芯片加密燒錄座必不可少。據悉，芯片加密底座是由芯片和主機進行身份認證，通過后方可進行數據交互。奇格半導體在每一個編程器的燒錄座中都部署了一個STSAFE的安全驗證芯片，通過該芯片來進行系統和燒錄底座之間的匹配驗證，只有通過認證或授權合法的設備才可以進行代碼訪問。

據意法半導體安全連接事業部市場及應用部市場經理高麗（Linda GAO）介紹，奇格的燒錄器方案中使用的STSAFE產品是顆金融級EAL5+的加密安全芯片，支持安全傳輸協議（TLS）以及私有證書的校驗。通過校驗芯片內部存儲的基于非對稱加密體系生成的證書，實現安全鑒權，以保護，燒錄器的硬件不被抄襲，以及軟件的代碼不被篡改，從而保護傳輸到云端的數據的安全以防止在云端傳輸過程中有非法設備介入到設備中，提供傳輸的安全層的保護。

▲圖：意法半導體MMS市場及應用部市場經理高麗（Linda GAO）

而除了安全加密之外，在操作人員的身份鑒權方面，奇格半導體也繼續選擇了ST的NFC系列高端產品。該芯片是市面上為數不多的獲得EMVco3.1的金融級別認證的芯NFC片，而且ST是第一家通過該認證的。該NFC產品的優勢在于輸出功率高，同時穩定性又很好，在讀取距離和性能上可謂是可圈可點。

據周亞興分享，在工廠生產流程中的“人機料法環”環節中，通常很多NFC的發射區需要接hyper來進行信號拓展。而基于ST大功率發射NFC方案，人到機器附近就能感應到了，就不需要額外再接一個hyper和配置外接電源，從而將整體方案的復雜度進一步降低。目前奇格基于ST的NFC方案在工廠里已經驗證成功，下一步計劃是把整個模塊生產標準化，之后再推向更大的市場。

通過與ST的深入合作，奇格半導體已經從燒錄器設備廠商、向燒錄服務商、數字工廠方案、全面工業物聯網服務商完成了轉型。周亞興表示，奇格的業務段是在ST芯片封測之后，將整個制成段中所有資源整合到了一起。從工廠基礎的流程化管理、信息化、數字化管理，再加上自動化的設計+投入，實現了整個生態鏈的整合。不管是價格還是服務可拓展性，都把整個燒錄產業化拉到了一個新高度。

工業方向新機遇：網絡化、智能化、數字化

盟通科技是一家專注于工業通信領域的研發型公司，始終聚焦CANopen協議，在以太網實時總線成熟后，業務領域從CANopen拓展到了EtherCAT，后續又引入了OPC UA和Ethernet/IP產品系類。在基于ST的MCU和MPU產品上，盟通科技已經有了很多深入的方案，并且實現了落地。

▲圖：北京盟通科技技術總監張曉朋

據盟通的技術總監張曉朋介紹，在最近三五年甚至更長的時間內，企業在網絡化和數字化轉型方面還存在巨大的市場機遇，隨著企業完成了這一轉型，未來的發展方向一定仍以智能化和柔性化制造方式為主旋律。盟通科技在CANopen上有著豐富經驗，2014年開始，在國內進行EtherCAT客戶支持，目前服務超100家客戶。國內市面上大部分機器行業的龍頭企業，采用的就是盟通科技提供的EtherCAT主棧。盟通科技做的EtherCAT主站協議棧能很好適配STM32 MPU和高性能MCU芯片，在工業PLC、工業通信、工業控制等領域很受客戶歡迎。

▲圖：主站EC-Master

盟通科技的軟件架構和ST的產品相輔相成，兩者合作必然非常緊密。每一顆ST新產品的面市，都需要對其進行專業的驅動和操作系統優化，從而實現EtherCAT功能的實現。像ST在今年量產的STM32MP13系列MPU，盟通科技已經在今年年初完成了新的適配工作，可以即時提供客戶。

據意法半導體微處理器產品市場經理霍筍（Sunny Huo）介紹，在此次STM32峰會上，ST最新發布的STM32MP2系列，將在網絡通信能力上進一步增強，提供三路千兆以太網，而且支持最新的TSN標準，在工業網絡方面為用戶帶來更多更強的通信的實現。而從智能化方向來看，MP2系列芯片產品選擇了兩顆Cortex-A35 1.5GHz的CPU，還有一個Cortex-M33 400MHz的MCU核；包括集成了AI專用NPU，提供1.35TOPS算力?；诮衲?月新發布的STM32 MP13系列產品，以及即將發布的STM32MP2系列產品，在工業網絡的生態上，ST會和盟通一起為大家帶來更多網絡化、智能化、數字化生態的部署。

▲圖：意法半導體微處理器產品市場經理霍筍（Sunny Huo）

結語

此次2023年STM32峰會的口號叫“不止于芯”，這句口號也就揭示了STM32真正的護城河所在，不僅是在內部不斷追求MCU芯片性能、功耗和成本的創新；更要在外部和合作伙伴一起構筑全面豐富的開發生態、應用生態和人才培養體系，實現在硅片之上額外的價值輸出。這一生態的成功，或許才是保證STM32能夠連年枝繁葉茂的，真正不可撼動的根基。

END