Nowa rodzina STM32L4 i tanie narzędzia dla nowych mikrokontrolerów

Nowa rodzina STM32L4 i tanie narzędzia dla nowych mikrokontrolerów
Pobierz PDF Download icon
W ostatnich dniach września na rynek trafiła kolejna nowość z oferty STMicroelectronics -mikrokontrolery z rodziny STM32L4. Wyposażonoje w rdzeń Cortex-M4F i bogaty zestaw blokówperyferyjnych. Tradycyjnie wraz z nowymi układami do sprzedaży trafiły zestawy ewaluacyjne i startowe, w tym tanie Nucleo i Discovery.

Rysunek 1. Schemat blokowy mikrokontrolerów STM32L4

Nowe w ofercie producenta mikrokontrolery uzupełniają znane od dłuższego czasu i dość popularne rodziny STM32L0 (Cortex-M0+) oraz STM32L1 (Cortex-M3), które są energooszczędnymi wariantami klasycznych rodzin STM32.

Budowa nowych mikrokontrolerów nie odbiega od dotychczasowych rozwiązań (schemat blokowy pokazano na rysunku 1). Najpoważniejszą różnicą jest zaimplementowanie wykonanych w technologii LP bloków peryferyjnych odpowiadających za komunikację: UART, I²C i SPI oraz timerów (16-bitowych).

Peryferia te są ponadto taktowane sygnałem zegarowym niezależnym od głównego zegara systemowego, co zwiększa elastyczność konfiguracji systemu taktującego, który w znacznej części odpowiada za średni pobór mocy.

Energooszczędne optymalizacje producenta umożliwiły osiągnięcie poboru prądu jak pokazano na rysunku 2. Pierwsze wartości podano dla wyłączonego wewnętrznego RTC, drugie wartości dotyczą CPU z włączonym RTC.

Rysunek 2. Oficjalne wykresy ilustrujące pobór prądu przez mikrokontroler STM32L4

W ramach rodziny STM32L4 producent oferuje dwie serie:

  • STM32L476 - wyposażone w interfejs USB i kontroler LCD (o organizacji do 8×40 segmentów).
  • STM32L486 - wyposażone w interfejs USB i kontroler LCD oraz koprocesor kryptograficzny AES256/128.

Obecnie dostępne mikrokontrolery są wyposażane w pamięci Flasho pojemności 1 MB (dual bank) lub 512 kB, w najbliższym czasie planowane są także układy o pojemności pamięci 256 kB (rysunek 3). W każdym z nich pamięć RAM ma pojemność 128 kB, co tworzy dogodne środowiskodo realizacji aplikacji o niewielkim poborze prądu.

Rozwiązania zastosowane w mikrokontrolerach STM32L4 umożliwiły minimalizację poboru energii, ale nie odbiło się w znaczny sposób na wypadkowej wydajności CPU - w testach CoreMark prezentowane mikrokontrolery osiągają wynik 273 oraz 100 DMIPS, co wynika w znacznym stopniu z wyposażenia układów w interfejs ST ART Accelerator (pośredniczącym w dostępie CPU do pamięci Flash) oraz systemu magistralowego multi-AHB, który "obudowano" lokalnymi kontrolerami DMA.

Rysunek 3. Dostępne i planowane modele mikrokontrolerów STM32L4

Do szczegółów technicznych związanych z budową mikrokontrolerów STM32L4 wrócimy w jednym z kolejnych wydań EP, teraz przedstawimy nowe, tanie narzędzia sprzętowe, jakie przygotował producent z myślą o użytkownikach zainteresowanych energooszczędnymi mikrokontrolerami.

Dwa tanie zestawy startowe - STM32L476G-DISCO (fotografia 4) oraz NUCLEO-L476RG (fotografia 5) wyposażono w mikrokontrolery z pamięcią Flash o pojemności 1 MB (podzielonej na dwa banki). Standardowym wyposażeniem obydwu zestawów jest programator-debugger ST-Link/V2-1 (w wersji współpracującej ze środowiskiem mbed.org), przyciski RESET oraz joystick (w Discovery)/mikroswitch (w Nucleo) do wykorzystania w aplikacji użytkownika.

Fotografia 4. Wygląd zestawu STM32L476G-DISCO

Tradycyjnie wyposażenie zestawu DICOVERY jest bogatsze od NUCLEO, w jego skład wchodzą dodatkowo:

  • Sensory MEMS 9DoF (w tym kompas cyfrowy).
  • Wyświetlacz alfanumeryczny LCD o organizacji 4×24 segmenty.
  • Pamięć Flash qSPI o pojemności 128 Mb.
  • Kodek audio z wyjściem Minijack 3,5 mm.
  • Mikrofon MEMS.
  • System do pomiaru poboru prądu przez testowany mikrokontroler.
  • Interfejs USB-OTG do wykorzystania w aplikacji użytkownika.

Zestaw NUCLEO-L476RG jest dostarczany ze standardową aplikacją demonstracyjną, która realizuje funkcję migania pokładową diodą LED z częstotliwością zależną od ustawienia za pomocą przycisku użytkownika.

Zestaw STM32L476G-DISCO dzięki bogatszemu wyposażeniu może zademonstrować więcej - domyślnie jest to przykładowych 7 aplikacji, w tym:

  • Pomiar napięcia zasilającego mikrokontroler.
  • Pomiar poboru prądu przez mikrokontroler w różnych trybach pracy (RUN @24MHz, SLEEP @24MHz, LPRUN, PL SLP @2MHz, STOP2, STDBY, SHTDWN).
  • Zapis sygnału audio do pamięci Flash qSPI (próbka 16-bitowa @48 kHz).
  • Odtwarzanie zapisanych sygnałów audio z pamięci Flash.
  • Cyfrowy kompas z procedurą kalibracji 3D (fotografia 6).
  • Miernik natężenia dźwięku w otoczeniu (próbka 16-bitowa @48 kHz).
  • Stroik gitarowy.

Warto pamiętać, że zestawy z serii Nucleo są zgodne z systemem Arduino (w wersji z zasilaniem 3,3 V), co pozwala wygodnie konfigurować różnorodne systemy z użyciem tanich ekspanderów (shieldów) oferowanych przez bardzo wielu producentów na świecie.

Fotografia 5. Wygląd zestawu NUCLEO-F476RG

Fotografia 6. Jedna z pozycji w menu aplikacji demonstracyjnej w zestawie STM32L476G-DISCO

Uniwersalność zestawów Discovery jest mniejsza, ponieważ nie są one kompatybilne ze sobą nawet w ramach rodziny, ale dzięki wyprowadzeniu wielu linii GPIO na złącza szpilkowe i bogate wyposażenie własne mogą być stosowane jako doskonałe narzędzie ewaluacyjne, także w zastosowaniach profesjonalnych.

Oprogramowanie demonstracyjne oraz konfiguracyjne dla obydwu zestawów jest dostarczane w ramach pakietu CUBE-L4, który można wykorzystywać samodzielnie lub jako element konfiguracji środowiska STM32Cube (komplet tego oprogramowania publikujemy na DVD-EP10/2015).

Andrzej Gawryluk, EP

Artykuł ukazał się w
Październik 2015
DO POBRANIA
Pobierz PDF Download icon
Zobacz też
Elektronika Praktyczna Plus lipiec - grudzień 2012

Elektronika Praktyczna Plus

Monograficzne wydania specjalne

Elektronik lipiec 2020

Elektronik

Magazyn elektroniki profesjonalnej

Raspberry Pi 2015

Raspberry Pi

Wykorzystaj wszystkie możliwości wyjątkowego minikomputera

Świat Radio lipiec 2020

Świat Radio

Magazyn użytkowników eteru

APA - Automatyka Podzespoły Aplikacje lipiec 2020

APA - Automatyka Podzespoły Aplikacje

Technika i rynek systemów automatyki

Elektronika Praktyczna lipiec 2020

Elektronika Praktyczna

Międzynarodowy magazyn elektroników konstruktorów

Praktyczny Kurs Elektroniki 2018

Praktyczny Kurs Elektroniki

24 pasjonujące projekty elektroniczne

Elektronika dla Wszystkich czerwiec 2020

Elektronika dla Wszystkich

Interesująca elektronika dla pasjonatów