Микроконтроллеры STM32

1.

Микроконтроллеры STM32

2.

STM32: Портфолио
10 семейств / более 32 линеек >700 устройств
2010 CoreMark
A large choice
400 MHzof package style
856 DMIPS
Высокая
производительность
398 CoreMark
120 MHz
150 DMIPS
Общее
применение
Ультранизкое
потребление
106 CoreMark
48 MHz
38 DMIPS
75 CoreMark
32 MHz
26 DMIPS
Cortex-M0
Cortex-M0+
177 CoreMark
72 MHz
61 DMIPS
93 CoreMark
32 MHz
33 DMIPS
Cortex-M3
608
CoreMark
180 MHz
225 DMIPS
1 082 CoreMark
216 MHz
462 DMIPS
245 CoreMark*
72 MHz
90 DMIPS
(*) from CCM-SRAM
273 CoreMark
80 MHz
100 DMIPS
Cortex-M4
Cortex-M7

3.

STM32: Надежная платформа
• STM32 производится с 2007 года
• Снижающийся тренд ppm от 2011 до сегодня Ниже 1ppm на >640 M устройств

4.

5.

STM32: Nucleo
Открытая платформа разработки
Ядро
Отладочные
платформы
STM32 Nucleo
Софт
Программная
библиотека
STM32 Cube
Расширения
Модули расширения
STM32 Nucleo
(Nucleo shields)
Программные стеки
STM32 Cube
Поддержка всех
сред разработки

6.

Варианты плат расширения
BLE
Динамическая
метка NFC
Датчики движения
и параметров окр. среды
Датчик освещенности
и приближения
Аудио Микрофоны
WiFi 802.11 b/g/n
Sub-1GHz
Драйвер двигателя
LED-драйвер
Безопасность

7.

Линейка STM32L4:
Превосходство в производительности и низком потреблении

8.

Ключевые черты STM32 L4
1
Лидер в потреблении и производительности
2
Инновации
Новая архитектура от ST
Лучшие в классе показатели по потреблению.
Самый производительный среди низкопотребляющих.
100 DMIPS, благодаря ARM Cortex-M4 с FPU с частотой 80 МГц и ST ART Accelerator™.
Для удовлетворения различным требованиям рынка в архитектуре реализовано несколько
инноваций, а также добавлена умная периферия.
3
Интеграция и безопасность
4
Большие инвестиции
1 Мбайт Flash и 128 КБайт SRAM с функциями безопасности и защиты, многочисленная
умная периферия, продвинутуе аналоговые узлы с низким потреблением в корпусах
размерами от 3.8 x 4.4 мм.
Пин-в-пин совместимость со всем семейством STM32 и со всей экосистемой.

9.

Режимы энергосбережения
Лучшие цифры потребления и универсальная гибкость
Пробуждение
VBAT
4 нА / 300 нА*
250 мкс
SHUTDOWN
14 мкс
STANDBY
14 мкс
STANDBY + 32 KB RAM
5 мкс
STOP 2 (full retention)
4 мкс
STOP 1 (full retention)
6 тактов
Tamper: 3 I/Os, RTC
Пробуждение : reset , 5 I/Os,
RTC
30 нА / 330 нА*
130 нА / 430 нА*
Пробуждение: + BOR,
IWDG
360 нА / 660 нА*
1.1 мкА / 1.4 мкА*
7.3 мкА / 7.6 мкА*
35 мкА / МГц
SLEEP
RUN 24 МГц
Пробуждение : + all I/Os, PVD,
LCD, COMPs, I²C, LPUART, LPTIM
Пробуждение : + all I²C, UART
Пробуждение : любое
прерывание или event
100 мкА / МГц
RUN 80 МГц
112 мкА / МГц
* без RTC / с RTC
1
Лидер в потреблении и производительности

10.

Эффективное выполнение
и быстрое включение
Готов к быстрому старту?
От 0 до 48 МГц быстрее чем за 5 микросекунд
• Старт с внутренним генератором (MSI)
(настраивается от 100 кГц до 48 МГц)
• Пробуждение PLL < 15 мкс
(для достижения fMAX)
Режим
Run
48 MHz
менее 5 мкс!
Режим
STOP
1
Лидер в потреблении и производительности
Режим
Run
80 MHz

11.

Больше производительности
Без компромисса в производительности с STM32L4
Очки
CoreMark
Производительность
из Flash
273
• До 80 МГц/ 100 DMIPS с ускорителем
ART Accelerator™
ST ART AcceleratorTM Линейная
производительность
• До 273 очков CoreMark
• ARM Cortex-M4 с DSP командами и
плавающей точкой (FPU)
• Оптимизированный DMA (14 каналов)
Конкуренты: влияние wait states
• SPI до 40 Mбит/с, USART 10 Mбит/с
ЧастотаCPU
80 MHz
1
Лидер в потреблении и производительности

12.

Умная цифровая периферия
• Работает в режиме Stop
• Low-power UART «будит» систему по обнаружению байта или бита старта
(без потери первого бита)
• I²C «будит» систему по обнаружению адреса
• Low-power timer может формировать сигналы, считать время или события
• Quad SPI – для дополнительных данных или кода
• Digital Filter for Sigma Delta Modulator
• Подключение к внешнему сигма-дельта модулятору (например: STPMS2)
• До 4 фильтров, 8 мультиплексированных каналов
• Поддержка цифровых MEMs микрофонов (аппаратные преобразование PDM в PCM и
фильтрация)
• Тактирование периферии, независимое от главного генератора
• Протокол Single Wire Protocol для смарткарт
2
Инновации

13.

Умная аналоговая периферия
• 3 x 12/16-разрядных ADCs (выборка до 5 Msps)
• Потребление 20 мкА (10 Ksps) с адаптивным потреблением
• Аппаратная передискретизация
• Несимметричные и дифференциальные входы
• 2x OpAmp со встроенным PGA
• 2 x 12-разрядных DAC (1 Msps)
• Low-power Sample and Hold modes available in Stop mode
• 2x Компаратора
• Режимы энергосбережения, работают даже в режиме Stop
• Встроенный источник опорного напряжения
• Программируемый 2.048 или 2.5 V
• Может использоваться для внешних компонентов
2
Инновации

14.

Умная периферия
Δ Измеритель
Digital Filter for Sigma
Delta Modulators
8 x параллельных входов
С разрешением до 24-бит
LCD Дисплей
8×40 или 4×44
С повышающим преобразователем
VBAT с RTC
для резервного питания от батареи
240 нА в режиме VBAT с RTC и
32x 32-разрядными backup-регистрами
STM32L4
Защита от вскрытия
3 x tamper вывода
в батарейном домене
TRNG & AES
для безопасности
128-/256-bit AES
аппаратный ускоритель
шифрования
Умный счетчик
Электричества/
Газа /Воды
FSMC
Интерфейс для внешней статической
памяти SRAM, PSRAM, NOR and NAND
SPI / UART/ SDIO для радио
3x SPI (4x SPI с Quad SPI)
6x USART (ISO 7816, LIN, IrDA, modem)
1 x SDIO
I/Os До 114 быстрых I/O для кнопок и реле
2
Инновации

15.

Умная периферия
Промышленные датчики
Управление двигателем:
2x 16-разрядных
продвинутых таймера
3x 12-bit ADCs: 5 MSPS,
С аппаратным оверсемплингом до 16 бит
oversampling, 200 μA/MSPS
LCD Дисплей
8×40 или 4×44
С повышающим преобразователем
STM32L4
CAN Шина
Температурный диапазон
(2.0B Active)
от -40°C
до + 125°C
TRNG & AES
для безопасности
128-/256-bit AES
аппаратный ускоритель
шифрования
SPI / UART
3x SPI (4x SPI с Quad SPI)
6x USART (ISO 7816, LIN,
IrDA, modem)
I²C
FSMC
Интерфейс для внешней статической
памяти SRAM, PSRAM, NOR and NAND
3x I²C FM+(1 Mбит/с), SMBus/PMBus
I/Os
До 114 GPIOs
2
Инновации

16.

Умная периферия
Фитнесс-браслет
Digital Filter for Sigma
Delta Modulators
с модуляцией PDM
поддержка микрофона
I²C
3x I²C FM+(1 Mбит/с),
SMBus/PMBus
Датчики
TFT Дисплей
FSMC
Параллельный
интерфейс с TFT
SPI
Скорость до 40 МГц
STM32L4
Batch Acquisition Mode (BAM)
USB
SPI / UART
3x SPI (4x SPI с Quad SPI)
6x USART (ISO 7816, LIN,
IrDA, modem)
OPAMP
2x усилителя
встроенный PGA
DAC
SWP
Single wire protocol
master interface (SWPMI)
USB OTG 2.0
full-speed,
LPM and BCD
2x 12-бит,
низкопотребляющая
схема sample and hold
SAI
2x последовательных аудио
интерфейса
ADC
3× 12-bit ADC 5 MSPS,
аппаратный оверсэмплинг 2
до16-бит 200 μA/MSPS
Инновации

17.

Высокая интеграция
Много памяти в маленьком корпусе
Параллельный интерфейс
Интерфейсы
Дисплей
Cortex-M4
80 MHz
FPU
MPU
ETM
USB OTG,
1x SD/SDIO/MMC, 3 x SPI,
3 x I²C, 1x CAN, 1 x Quad SPI,
5 x USART + 1 x ULP UART,
1 x SWP
LCD driver 8 x 40
DMA
Цифровая периферия
Таймеры
ART
Accelerator™
FSMC 8-/16-bit
(TFT-LCD, SRAM, NOR,
NAND)
17 timers including:
2 x 16-bit advanced motor
control timers
2 x ULP timers
7 x 16-bit-timers
2 x 32-bit timers
Up to
1-Mbyte Flash
with ECC
Dual Bank
I/O
128-Kbyte RAM
AES (256-bit), TRNG, 2 x SAI,
DFSDM (8 channels)
Аналоговая периферия
3 x 16-bit ADC, 2 x DAC,
2 x comparators, 2 x op amps
1 x temperature sensor
Up to 114 I/Os
Touch-sensing controller
3
Интеграция и безопасность
4.4 x 3.8 мм

18.

STM32: Низкое потребление
STM32L4: главный в низкопотребляющей линейке
Бюджетный
ULP Чемпион
Широкая линейка
Базовый вариант
Производительность
+ ULP
Cortex-M0+ @ 32 MHz
Питание:
1.65 to 3.6V
8/16-битные
приложения
Cortex-M3 @ 32 MHz
Питание:
1.65 to 3.6V
Различные варианты по
объему памяти
Cortex-M4 w/ FPU @ 80 MHz
Питание:
1.71 to 3.6V
Продвинутая периферия
Производительность
3 линейки,
оптимальный по цене,
Меньше корпуса
USB, LCD, Analog
16…192 K Flash
Up to 20 K SRAM
3 линейки,
USB, LCD, AES,
Rich Analog
EEPROM,
Два банка Flash (RWW)
32 …512 K Flash
Up to 80 K SRAM
3 линейки,
ADC 5 Msps, PGA, Compar.,
DAC, op amp, USB OTG,
LCD, AES
256 K…1 M Flash
Up to 128 K SRAM
4
Большие инвестиции

19.

STM32: Низкое потребление
STM32L4: главный в низкопотребляющей линейке
100 DMIPS
273 CoreMark
Производительность
Больше
производительности
Больше памяти и выводов
Больше корпусов
Размер Flash
(байт)
WLCSP
1M
QFN
512 K
33 DMIPS
93
CoreMark
26 DMIPS
75 CoreMark
384 K
256 K
192 K
128 K
BGA
64 K
32 K
16 K
8K
MHz
32
32
80
20
28
32
36
48
49
63 100 132 144
64
4
Выводы
Большие инвестиции
LQFP

20.

STM32L4: Линейки
Cortex®-M4 (DSP + FPU) – 80 MHz
Линейка
ART Accelerator™
USART, SPI, I²C
Quad SPI
Таймеры16 и 32-бит
SAI + audio PLL
SWP
1x CAN
2x 12-bit DAC
Датчик температуры
Питание
1.71… 3.6 V
VBAT Mode
Уникальный ID
Capacitive Touch
STM32L4x1
Access
STM32L4x2
USB FS
Flash
(KB)
RAM Memory
Op Amps Comp
(KB)
I/F
до
SDIO
до 128
1024
FSMC
до 256 до 64
STM32L4x3
до 256 до 64
USB FS + LCD
STM32L4x5
USB OTG
до
SDIO
до 128
1024
FSMC
STM32L4x6
до
USB OTG + LCD 1024
до
128
SDIO
FSMC
12-bit ADC
5 MSPS
USB2.0 FS USB2.0 Драйвер
AES
16-b HW
Без кварца OTG FS
LCD
128/256-bit
Oversampling
до
8x40
4
Большие инвестиции
до
8x40

21.

STM32L4: Экосистема
Аппаратные средства
STM32 Nucleo
Программные инструменты
Discovery kit
Evaluation board
5
Быстрое и удобное
прототипирование
Прототипирование
ключевых
особенностей
Полная оценка
всех возможностей
STM32CubeMX featuring code generation and power
consumption calculation
4
Большие инвестиции

22.

STM32L4: Экосистема
Встраиваемый софт
Код пользователя
STM32CubeL4
Middleware
STM32CubeL4
STM32CubeF0
STM32CubeF2
STM32CubeL1
STM32CubeF1
STM32CubeF3
STM32CubeF4
Low level drivers
CMSI
Hardware Abstraction Layer
CMSIS
S
Библиотека USB Host и Device от ST
Графическая библиотека STemWin от ST и Segger
Файловая система FAT Open-source (FatFs)
Операционная система реального времени FreeRTOS
Различные примеры приложений
Портируемые Hardware Abstraction Layer (HAL) API-функции
Производительные и компактные Low Layer (LL) API-функции
Для всей периферии STM32
Проверены, оттестированы и готовы к использованию
Множество примеров использования
Открытая лицензия BSD
4
Большие инвестиции

23.

4 ключевых качества STM32L4
1
Лидер в потреблении и производительности
2
Иновации
3
Интеграция и безопасность
4
Большие инвестиции

24.

Экосистема разработки ПО

25.

STM32: Удобный софт для подбора
ST MCU Finder
• Подбор STM8 и STM32
A large choice of package style
• Для платформ Android, iOS и Windows Phone
• 3 варианта поиска
- По параметрам
- По частям партнамбера
- По конкретной модели
• Включает документацию и ссылки
• Мгновенный доступ к ключевой информации и
блок-схемам
• Список “Любимых MCU”
• Отправка вариантов на почту

26.

STM32: Удобный софт для подбора
STM32 CubeMX
A large choice of package style
• Подбор STM32
• 2 варианта поиска
- По контроллеру
- По отладочной плате

27.

STM32: Быстрый старт на STM32L0
Что нам необходимо?
A largeSTLink
choicev2.1
of package style
Плата NUCLEO-L053R8
STM32CubeMX – скелет проекта
SW4STM32 – доработка программы
STLinkv2.1 – прошивка МК
Кнопка
PC13
Сброс
LD2 на PA5
Джампер
PA4-PA1

28.

STM32: Быстрый старт на STM32L0
Блок-схема проекта
HISI
32MHz
5Hz (200ms)
TIM2
Буферы
во Flash
и SRAM
dacbuf
32
adcbuf
32
Tim2 trigger
(TRGO,
Update)
DMA1
Channel 2
DMA2
Channel 1
STM32L053R8T6
DAC
CH1
PA4
Перемычка
ADC1
CH1
Tim2 trigger
(Output Compare
event on channel4)
TIM2
PA1

29.

STM32: Быстрый старт на STM32L0
Работа таймера TIM2
PERIOD
TIM2_OC_CH4

30.

STM32: Быстрый старт на STM32L0
Вопрос
A large choice of package style
Как вы думаете,
сколько времени нужно для реализации такой программы?

31.

STM32: Быстрый старт на STM32L0
Демонстрация
A large choice of package style
Видео «Быстрый старт на STM32L0»
(ссылка кликабельна)

32.

STMStudio: Вывод данных
Вывод переменных из приложения
Сбор данных не влияет на работу основной программы.
Интерфейс
пользователя: настройка,
запуск/стоп сбора
данных
Управление
переменными,
выражения и функции
Настройки
отображения
Вывод выбранных
переменных.
Графики, столбцы,
таблицы.

33.

STMStudio: Вывод данных
Демонстрация
Видео «Вывод данных в STMStudio»
(ссылка кликабельна)

34.

STM32: Миграция проекта
Перенос программы с STM32L0 на STM32L4
A large choice of package style
HSI
32MHz
?
32MHz
5Hz
5Hz
TIM2
Buffers in
FLASH,
SRAM
dacbuf
32
adcbuf
32
TIM2
Tim2 trigger
(TRGO, Update)
DMA1
Channel 2
DMA2
Channel 1
PA4
DAC
CH1
Buffers in
FLASH,
SRAM
dacbuf
32
Tim2
trigger (?)
DMA?
Channel ?
PA1
ADC1
CH1
adcbuf
32
DMA?
Channel ?
Tim2
trigger
(OC4)
ADC?
CH?
Tim2
trigger (?)
TIM2
STM32L053R8T6
DAC?
CH?
TIM2
STM32L476RGT6
PA4
PA1

35.

STM32: Быстрый старт на STM32L0
Вопрос
A large choice of package style
Как вы думаете,
сколько времени нужно для переноса проекта с одной
архитектуры на другую?

36.

STM32: Портирование на STM32L4
Демонстрация
A large choice of package style
Видео «Портирование на STM32L4»
(ссылка кликабельна)

37.

STM32: вывод данных SWO
Аппаратный модуль Instrumentation Trace Macrocell (ITM)
• Доступен во всех STM32 (кроме STM32F0 и L0)
• Может использоваться для вывода данных из МК
по одному проводу SWO (Single Wire Output)
• Можно адаптировать функцию printf() для
использования этой периферии
• Информация может отображаться в IDE в режиме
отладки
• Механизм схожий с USART, но не требует доп.
линий и терминала
• На платах Nucleo-64 вывод SWO (PB3) подключен
к STLink
A large choice of package style

38.

STM32: вывод данных SWO
Использование стандартной функции printf
A large choice of package style
Необходимо изменить функцию _io_putchar на использование
функции ITM_SendChar() для передачи данных через SWO

39.

STM32: вывод данных SWO
Демонстрация
Видео «Вывод данных SWO»
(ссылка кликабельна)

40.

Акция!
https://www.terraelectronica.ru
STM32L0
STM32L4
Программатор ST-LINK

41.

Спасибо за внимание!
Вопросы?
[email protected]
www.st.com/mcu