Микроконтроллеры STM32
STM32: Портфолио
398 CoreMark
120 MHz
150 DMIPS
Ультранизкое
потребление
Общее
применение
Cortex-M0
Cortex-M0+ Cortex-M3 Cortex-M4 Cortex-M7
106 CoreMark
48 MHz
38 DMIPS
245 CoreMark*
72 MHz
90 DMIPS (*) from CCM-SRAM
177 CoreMark
72 MHz
61 DMIPS
608
CoreMark
180 MHz
225 DMIPS
75 CoreMark
32 MHz
26 DMIPS
93 CoreMark
32 MHz
33 DMIPS
Высокая
производительность
1 082 CoreMark
216 MHz
462 DMIPS
273 CoreMark
80 MHz
100 DMIPS
A large choice of package style
10 семейств / более 32 линеек >700 устройств
2010 CoreMark
400 MHz
856 DMIPS
• STM32 производится с 2007 года
• Снижающийся тренд ppm от 2011 до сегодня Ниже 1ppm на >640 M устройств
STM32: Надежная платформа
Поддержка всех
сред разработки
Ядро Софт Расширения
Программные стеки
STM32 Cube
Модули расширения
STM32 Nucleo
(Nucleo shields) Программная
библиотека
STM32 Cube
Отладочные
платформы
STM32 Nucleo
Открытая платформа разработки
STM32: Nucleo
BLE
Датчики движения и параметров окр. среды
Динамическая метка NFC
Аудио Микрофоны
Драйвер двигателя LED-драйвер
WiFi 802.11 b/g/n
Sub-1GHz
Безопасность
Варианты плат расширения
Датчик освещенности и приближения
Ключевые черты STM32 L4
3 Интеграция и безопасность 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.
1 Лидер в потреблении и производительности 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™.
2 Инновации Для удовлетворения различным требованиям рынка в архитектуре реализовано несколько
инноваций, а также добавлена умная периферия.
4 Большие инвестиции Пин-в-пин совместимость со всем семейством STM32 и со всей экосистемой.
Режимы энергосбережения
* без RTC / с RTC
Лучшие цифры потребления и универсальная гибкость
RUN 80 МГц 112 мкА / МГц
Tamper: 3 I/Os, RTC VBAT 4 нА / 300 нА*
Пробуждение : reset , 5 I/Os,
RTC SHUTDOWN 30 нА / 330 нА* 250 мкс
Пробуждение
5 мкс Пробуждение : + all I/Os, PVD,
LCD, COMPs, I²C, LPUART, LPTIM STOP 2 (full retention) 1.1 мкА / 1.4 мкА*
Пробуждение : любое
прерывание или event 6 тактов SLEEP 35 мкА / МГц
RUN 24 МГц 100 мкА / МГц
4 мкс Пробуждение : + all I²C, UART STOP 1 (full retention) 7.3 мкА / 7.6 мкА*
14 мкс
14 мкс
Пробуждение: + BOR,
IWDG
STANDBY 130 нА / 430 нА*
STANDBY + 32 KB RAM 360 нА / 660 нА*
1 Лидер в потреблении и производительности
Эффективное выполнение
и быстрое включение
Готов к быстрому старту?
От 0 до 48 МГц быстрее чем за 5 микросекунд
Режим
Run
48 MHz
Режим
STOP
Режим
Run
80 MHz
менее 5 мкс!
• Старт с внутренним генератором (MSI)
(настраивается от 100 кГц до 48 МГц)
• Пробуждение PLL < 15 мкс
(для достижения fMAX)
1 Лидер в потреблении и производительности
Больше производительности
• До 80 МГц/ 100 DMIPS с ускорителем
ART Accelerator™
• До 273 очков CoreMark
• ARM Cortex-M4 с DSP командами и
плавающей точкой (FPU)
• Оптимизированный DMA (14 каналов)
• SPI до 40 Mбит/с, USART 10 Mбит/с
Производительность
из Flash Очки
CoreMark
ЧастотаCPU
273
80 MHz
ST ART AcceleratorTM -
Линейная
производительность
Без компромисса в производительности с STM32L4
Конкуренты: влияние wait states
1 Лидер в потреблении и производительности
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
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
Умная периферия
Δ Измеритель
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
Защита от вскрытия 3 x tamper вывода
в батарейном домене
I/Os До 114 быстрых I/O для кнопок и реле
TRNG & AES для безопасности
128-/256-bit AES
аппаратный ускоритель
шифрования
VBAT с RTC для резервного питания от батареи
240 нА в режиме VBAT с RTC и
32x 32-разрядными backup-регистрами
Digital Filter for Sigma
Delta Modulators 8 x параллельных входов
С разрешением до 24-бит
Умный счетчик
Электричества/
Газа /Воды
STM32L4
8×40 или 4×44
С повышающим преобразователем
LCD Дисплей
2 Инновации
Умная периферия
Промышленные датчики
Температурный диапазон от -40°C
до + 125°C
SPI / UART 3x SPI (4x SPI с Quad SPI)
6x USART (ISO 7816, LIN,
IrDA, modem)
I/Os До 114 GPIOs
STM32L4 CAN Шина
(2.0B Active)
Управление двигателем: 2x 16-разрядных
продвинутых таймера
3x 12-bit ADCs: 5 MSPS,
С аппаратным оверсемплингом до 16 бит
oversampling, 200 μA/MSPS
I²C 3x I²C FM+(1 Mбит/с), SMBus/PMBus
8×40 или 4×44
С повышающим преобразователем
LCD Дисплей
TRNG & AES для безопасности
128-/256-bit AES
аппаратный ускоритель
шифрования
FSMC Интерфейс для внешней статической
памяти SRAM, PSRAM, NOR and NAND
2 Инновации
Умная периферия
Фитнесс-браслет
I²C
3x I²C FM+(1 Mбит/с),
SMBus/PMBus
Датчики
USB USB OTG 2.0
full-speed,
LPM and BCD
Batch Acquisition Mode (BAM)
SAI 2x последовательных аудио
интерфейса
Digital Filter for Sigma
Delta Modulators с модуляцией PDM
поддержка микрофона STM32L4
SWP Single wire protocol
master interface (SWPMI)
FSMC
Параллельный
интерфейс с TFT
SPI
Скорость до 40 МГц
TFT Дисплей
SPI / UART 3x SPI (4x SPI с Quad SPI)
6x USART (ISO 7816, LIN,
IrDA, modem) OPAMP 2x усилителя
встроенный PGA
DAC 2x 12-бит,
низкопотребляющая
схема sample and hold
ADC 3× 12-bit ADC 5 MSPS,
аппаратный оверсэмплинг
до16-бит 200 μA/MSPS
2 Инновации
Высокая интеграция
4.4 x 3.8 мм
Много памяти в маленьком корпусе
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
Интерфейсы Cortex-M4
80 MHz
FPU
MPU
ETM
Up to
1-Mbyte Flash
with ECC
Dual Bank
128-Kbyte RAM
DMA
ART
Accelerator™ AES (256-bit), TRNG, 2 x SAI,
DFSDM (8 channels)
Цифровая периферия
3 x 16-bit ADC, 2 x DAC,
2 x comparators, 2 x op amps
1 x temperature sensor
Аналоговая периферия
FSMC 8-/16-bit
(TFT-LCD, SRAM, NOR,
NAND)
Параллельный интерфейс
LCD driver 8 x 40
Дисплей
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
Таймеры
I/O
Up to 114 I/Os
Touch-sensing controller
3 Интеграция и безопасность
STM32L4: главный в низкопотребляющей линейке
Cortex-M0+ @ 32 MHz
Питание:
1.65 to 3.6V
8/16-битные
приложения
3 линейки,
оптимальный по цене,
Меньше корпуса
USB, LCD, Analog
16…192 K Flash
Up to 20 K SRAM
Бюджетный
ULP Чемпион
Cortex-M3 @ 32 MHz
Питание:
1.65 to 3.6V
Различные варианты по
объему памяти
3 линейки,
USB, LCD, AES,
Rich Analog
EEPROM,
Два банка Flash (RWW)
32 …512 K Flash
Up to 80 K SRAM
Широкая линейка
Базовый вариант
Cortex-M4 w/ FPU @ 80 MHz
Питание:
1.71 to 3.6V
Продвинутая периферия
Производительность
3 линейки,
ADC 5 Msps, PGA, Compar.,
DAC, op amp, USB OTG,
LCD, AES
256 K…1 M Flash
Up to 128 K SRAM
Производительность
+ ULP
4 Большие инвестиции
STM32: Низкое потребление
Размер Flash
(байт)
16 K
20
1 M
32 144
32 K
512 K
384 K
256 K
128 K
64 K
48 64
100 36 28 49
63 132
192 K
8 K Выводы
Больше памяти и выводов
QFN
LQFP
WLCSP
Больше корпусов
BGA
Пр
ои
зв
од
ите
ль
но
сть
MHz
26 DMIPS
75 CoreMark
32
33 DMIPS
93 CoreMark
32
100 DMIPS
273 CoreMark
80
Больше
производительности
4 Большие инвестиции
STM32L4: главный в низкопотребляющей линейке
STM32: Низкое потребление
Co
rtex®
-M4 (
DS
P +
FP
U)
– 80 M
Hz
• 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
Линейка Flash
(KB)
RAM
(KB)
Memory
I/F Op Amps Comp
12-bit ADC
5 MSPS
16-b HW
Oversampling
USB2.0 FS
Без кварца
USB2.0
OTG FS
Драйвер
LCD
AES
128/256-bit
STM32L4x1
Access
до
1024 до 128
SDIO
FSMC
STM32L4x2
USB FS
до 256 до 64
STM32L4x3
USB FS + LCD до 256 до 64
до
8x40
STM32L4x5
USB OTG
до
1024 до 128
SDIO
FSMC
STM32L4x6
USB OTG + LCD
до
1024
до
128
SDIO
FSMC
до
8x40
4 Большие инвестиции
STM32L4: Линейки
5
Аппаратные средства
Полная оценка
всех возможностей
Быстрое и удобное
прототипирование
Прототипирование
ключевых
особенностей
STM32 Nucleo Discovery kit Evaluation board
Программные инструменты
STM32CubeMX featuring code generation and power
consumption calculation
4 Большие инвестиции
STM32L4: Экосистема
• 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
Встраиваемый софт
STM32CubeL1 Hardware Abstraction Layer
CMSI
S
STM32CubeF0 Hardware Abstraction Layer
CMSI
S
STM32CubeF3 Hardware Abstraction Layer
CMSI
S
STM32CubeF2 Hardware Abstraction Layer
CMSI
S
STM32CubeF4 Hardware Abstraction Layer
CMSI
S
STM32CubeF1 Hardware Abstraction Layer
CMSI
S
STM32CubeL4 Low level drivers
CMSIS
STM32CubeL4 Middleware
Код пользователя
• 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
STM32L4: Экосистема
4 Большие инвестиции
1
2
3
4 Большие инвестиции
Лидер в потреблении и производительности
Иновации
Интеграция и безопасность
4 ключевых качества STM32L4
Экосистема разработки ПО
STM32: Удобный софт для подбора
A large choice of package style
ST MCU Finder
• Подбор STM8 и STM32
• 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
STM32: Удобный софт для подбора
A large choice of package style
STM32 CubeMX
• Подбор STM32
• 2 варианта поиска
- По контроллеру
- По отладочной плате
STM32: Быстрый старт на STM32L0
A large choice of package style
Что нам необходимо?
STLink v2.1
Сброс Кнопка
PC13
LD2 на PA5
Джампер
PA4-PA1
Плата NUCLEO-L053R8
STM32CubeMX – скелет проекта
SW4STM32 – доработка программы
STLinkv2.1 – прошивка МК
Блок-схема проекта
dacbuf
32
adcbuf
32
DAC
CH1
ADC1
CH1
PA4
PA1
Перемычка
DMA1
Channel 2
DMA2
Channel 1
Tim2 trigger
(TRGO,
Update)
Tim2 trigger
(Output Compare
event on channel4)
Буферы
во Flash
и SRAM
TIM2
HISI
32MHz
STM32L053R8T6 TIM2
5Hz (200ms)
STM32: Быстрый старт на STM32L0
STM32: Быстрый старт на STM32L0
A large choice of package style
Вопрос
Как вы думаете,
сколько времени нужно для реализации такой программы?
STM32: Быстрый старт на STM32L0
A large choice of package style
Демонстрация
Видео «Быстрый старт на STM32L0»
(ссылка кликабельна)
STMStudio: Вывод данных
Вывод переменных из приложения
Интерфейс
пользователя: настройка,
запуск/стоп сбора
данных Вывод выбранных
переменных.
Графики, столбцы,
таблицы. Управление
переменными,
выражения и функции
Настройки
отображения
Сбор данных не влияет на работу основной программы.
STMStudio: Вывод данных
Видео «Вывод данных в STMStudio»
(ссылка кликабельна)
Демонстрация
STM32: Миграция проекта
A large choice of package style
Перенос программы с STM32L0 на STM32L4
dacbuf
32
adcbuf
32
DAC?
CH?
ADC?
CH?
PA4
PA1
DMA?
Channel ?
DMA?
Channel ?
Tim2
trigger (?)
Tim2
trigger (?)
Buffers in
FLASH,
SRAM
TIM2
?
32MHz
STM32L476RGT6
TIM2
5Hz
dacbuf
32
adcbuf
32
DAC
CH1
ADC1
CH1
PA4
PA1
DMA1
Channel 2
DMA2
Channel 1
Tim2 trigger
(TRGO, Update)
Tim2
trigger
(OC4)
Buffers in
FLASH,
SRAM
TIM2
HSI
32MHz
STM32L053R8T6
TIM2
5Hz
STM32: Быстрый старт на STM32L0
A large choice of package style
Вопрос
Как вы думаете,
сколько времени нужно для переноса проекта с одной
архитектуры на другую?
STM32: Портирование на STM32L4
A large choice of package style
Видео «Портирование на STM32L4»
(ссылка кликабельна)
Демонстрация
STM32: вывод данных SWO
A large choice of package style
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
STM32: вывод данных SWO
A large choice of package style
Использование стандартной функции printf
Необходимо изменить функцию _io_putchar на использование
функции ITM_SendChar() для передачи данных через SWO
STM32: вывод данных SWO
Видео «Вывод данных SWO»
(ссылка кликабельна)
Демонстрация