數字電源因為具有高集成度、更快的瞬時響應等優勢，被物聯網等眾多領域市場看好。基于此，數字電源的使用正在快速增長。由此，也帶動了數字電源主控產品的發展，引得眾多MCU廠商投身于此。ST于5年前進入數字電源主控市場，作為這個市場的新人，ST用什么贏得市場的青睞？

　　五年磨一劍，G4與F3齊頭并進

　　2014年，ST以STM32F334進軍數字電源主控市場。當時的數字電源市場，主要是由DSP產品主導。采用這種方式的產品，就促生了大量私有內核的產生。而這些私有內核的資源卻都需要DSP供應廠商來支持。為了使數字電源使用更加方便，ST決定選擇ARM通用內核來改善數字電源的使用環境。于是，ST在2012年發布的STM32F3系列之上，于兩年后，針對數字電源市場推出了STM32F334產品。

　　作為數字電源主控市場的新人，ST以F334為基礎，用了3年時間收集了大量的市場反饋，隨后又花了近2年的時光進行研發。在5年后的今天，推出了STM32G4系列產品。至此，針對數字電源產品路線，ST擁有了較低端的STM32F334，高端STM32H743產品，與F3和H7兩個平臺之間過渡產品——STM32G4。

　　與F334相同的是，G4系列也采用了ARM M4的內核。延續了以通用內核打造更方便使用的數字電源的理念。Jean-Marc Mathieu表示：“隨著工藝的提升和ARM內核所具備的DSP性能，有些產品的性能已經不輸于傳統DSP。”

　　ST微控制器事業部微控制器產品經理、數字電源及電機控制市場經理Jean-Marc Mathieu表示：“作為F334的繼任者，G4系列的出現并不是為了取代前代產品，而是在STM32F334的基礎上做了提升，去覆蓋更復雜的一些數字電源應用場景，而這些應用場景通常是STM32F334力所不能及的。”

　　據介紹，ST本次推出的G4在數字電源市場可應用于包括高頻數字開關電源、功率因數補償，在大功率數字能源轉換等場景，主要是面向于服務器、通訊電源、電動汽車充電樁和充電，也是STM32G4要覆蓋的主要目標市場之一。

　　數學加速器，G4系列的秘密武器

　　STM32G4系列的推出，不僅填補了ST在數字電源產品上的空白，也在于進一步優化了PCB級設計，降低了BOM成本。

　　從廣義上講，本次推出的STM32G4的優勢在于，該產品基于Cortex M高效ARM內核，帶有DSP運算性能和浮點運算指令集。除此之外，G4也設計很多豐富并且高端的模擬外設。ST希望通過這種數模組合的方式來滿足用戶對兼顧控制邏輯與模擬信號處理的需求。

　　在此，Jean-Marc Mathieu將“性能、豐富的內置數模外設、功能安全與信息安全以及完整的產品”總結為G4系列的四大關鍵詞。

　　具體來說，在性能方面上，ST在G4系列中放置了三個不同的硬件加速器。包括一個ART加速器（動態緩存），用來提升代碼綜合執行效率；一個Routine Booster CCM-SRAM（關鍵程序加速），以靜態緩存的方式可供用戶把最關鍵的代碼拷貝到CCM-SRAM中，據介紹，在這個區域中執行代碼，不會有任何延時。除這兩個加速器外，ST還在G4上增添了數學加速器，這是STM32G4的新功能。Jean-Marc Mathieu將之稱為是“STM32G4帶來的一個具有革新意義的特性”。

　　據介紹，在G4中增添的數學加速器分為數學公式運算（包括三角函數）和數字濾波器兩部分。這兩個部分可以調用在控制領域中，包括馬達驅動、電源轉化類產品設計中經常用到的數學公式，從而減輕CPU的負荷。CPU就可以空閑出來執行其他的指令，因此，它的運算效率也了提升5倍左右。

　　除此之外，G4還增加了兩個新的封裝，——80腳封裝與128腳的封裝。據Jean-Marc Mathieu介紹，G4系列產品可以在64腳、100腳到144腳封裝跨度上做更細的區分，并以此來滿足不同用戶的需求。

　　G4系列產品發展規劃

　　集成了新功能的G4系列，除了專注于數字電源市場的發展，通用市場上也可以利用G4來創造出新的產品，這也是G4在未來發展中的兩條路線。

　　在通用系列中，G4主要面向的市場主要有三類：

　　1.電機控制應用場景：主要分布在家電類、電動自行車、工業動力的應用場景。G4系列MCU中包含的高速CPU、數學加速器、高級電機控制定時器、模擬外設、內置的1%精度的RC時鐘等，可以在電機控制應用場景中提升產品性能和優化設計成本。

　　2.工業設備與測量儀器：電機控制是工業控制的主要應用場景場之一。在這類應用中，需要相關產品擁有較高的可靠性。為了滿足這類市場的需求，G4被設計成為最高可在125度的狀態下工作。除此之外G4產品中還設置了雙Bank Flash，可以滿足工業物聯網中的在線升級需求。

　　3.輕量級應用場景：高端消費類應用。針對此類應用，G4可提供比較輕巧的封裝，在內置豐富模擬外設的復合型產品中實現低功耗運作。可提供內置模擬外設、數字音頻接口及USB Type-C Power Delivery 3.0的接口。

　　根據3類通用市場和特定的數字電源市場的需求，G4發展出來了三條產品線。據Jean-Marc Mathieu介紹，這三條產品線包含一條高精度PWM型，該條產品線主要針對于數字電源市場，與之相對應的產品是STM32G474，該產品還擁有一個高精度的12通道定時器。在通用市場方面上，ST推出了STM32G473，該產品與數字電源產品之間唯一的區別就是高精度定時器。同時，針對通用市場，ST還推出了入門級產品——STM32G4x1。Jean-Marc Mathieu介紹：“入門級產品并不代表入門級性能，我們在性能上沒有任何讓步，170MHz的Cortex  M4內核，同樣多的加速器，只是在模擬外設方面，它會比前面兩個產品稍微精簡一些。”

　　除此之外，在軟件方面，STM32G4系列產品不僅可共享STM32家族的生態資源，ST還為G4提供了針對特定應用場景的、更專業的生態系統資源。

　　憑借本次發布的STM32G4系列產品，我們看到了一個更加完善的STM32生態。

　　關鍵字：數字電源  ST