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

Elektronika Praktyczna Plus lipiec - grudzień 2012

Elektronika Praktyczna Plus

Monograficzne wydania specjalne

Elektronik listopad 2021

Elektronik

Magazyn elektroniki profesjonalnej

Raspberry Pi 2015

Raspberry Pi

Wykorzystaj wszystkie możliwości wyjątkowego minikomputera

Świat Radio listopad - grudzień 2021

Świat Radio

Magazyn krótkofalowców i amatorów CB

Automatyka Podzespoły Aplikacje listopad 2021

Automatyka Podzespoły Aplikacje

Technika i rynek systemów automatyki

Elektronika Praktyczna listopad 2021

Elektronika Praktyczna

Międzynarodowy magazyn elektroników konstruktorów

Elektronika dla Wszystkich grudzień 2021

Elektronika dla Wszystkich

Interesująca elektronika dla pasjonatów